物理課件機(jī)械波的幾個(gè)概念

1、第十五章第十五章 機(jī)械波機(jī)械波15 1 15 1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念波動(dòng)是振動(dòng)的傳播過(guò)程波動(dòng)是振動(dòng)的傳播過(guò)程.振動(dòng)是激發(fā)波動(dòng)的波源振動(dòng)是激發(fā)波動(dòng)的波源.機(jī)械波機(jī)械波電磁波電磁波波動(dòng)波動(dòng)機(jī)械振動(dòng)在機(jī)械振動(dòng)在彈性彈性介質(zhì)中的傳播介質(zhì)中的傳播.交變電磁場(chǎng)在空間的傳播交變電磁場(chǎng)在空間的傳播.兩類(lèi)波的不同之處兩類(lèi)波的不同之處v機(jī)械波的傳播需機(jī)械波的傳播需有傳播振動(dòng)的介質(zhì)有傳播振動(dòng)的介質(zhì);v電磁波的傳播可電磁波的傳播可不需介質(zhì)不需介質(zhì).2能量傳播能量傳播2反射反射2折射折射2干涉干涉2衍射衍射兩類(lèi)波的共同特征兩類(lèi)波的共同特征第十五章第十五章 機(jī)械波機(jī)械波15 1 15 1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)

2、械波的幾個(gè)概念波源波源介質(zhì)介質(zhì)+彈性作用彈性作用機(jī)械波機(jī)械波一一 機(jī)械波的形成機(jī)械波的形成產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：1）波源；）波源；2）彈性介質(zhì)）彈性介質(zhì). 波是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳播，介質(zhì)的波是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳播，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波傳播質(zhì)點(diǎn)并不隨波傳播.注意注意機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播.第十五章第十五章 機(jī)械波機(jī)械波15 1 15 1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直垂直的波的波.（僅在固體中傳播（僅在固體中傳播 ）二二 橫波與縱波橫波與縱波 特征：具有交替出現(xiàn)的波峰和波谷特征：具有交替出現(xiàn)的

3、波峰和波谷.第十五章第十五章 機(jī)械波機(jī)械波15 1 15 1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向互相縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向互相平行平行的波的波.（可在固體、液體和氣體中傳播）（可在固體、液體和氣體中傳播） 特征：具有交替出現(xiàn)的密部和疏部特征：具有交替出現(xiàn)的密部和疏部.第十五章第十五章 機(jī)械波機(jī)械波15 1 15 1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念三三 波長(zhǎng)波長(zhǎng) 波的周期和頻率波的周期和頻率 波速波速2 波長(zhǎng)波長(zhǎng) ：沿波的傳播方向，兩個(gè)相鄰的、相：沿波的傳播方向，兩個(gè)相鄰的、相位差為位差為 的振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)之間的距離，即一個(gè)完整的振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)之間的距離，即一個(gè)完整

4、波形的長(zhǎng)度波形的長(zhǎng)度.2OyAA-ux第十五章第十五章 機(jī)械波機(jī)械波15 1 15 1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念2 周期周期 ：波前進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)的距離所需要：波前進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)的距離所需要的時(shí)間的時(shí)間.TT1TuTuu2 頻率頻率 ：周期的倒數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)波：周期的倒數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)波動(dòng)所傳播的完整波的數(shù)目動(dòng)所傳播的完整波的數(shù)目.2 波速波速 ：波動(dòng)過(guò)程中，某一振動(dòng)狀態(tài)（即：波動(dòng)過(guò)程中，某一振動(dòng)狀態(tài)（即振動(dòng)相位）單位時(shí)間內(nèi)所傳播的距離（相速）振動(dòng)相位）單位時(shí)間內(nèi)所傳播的距離（相速）.u注意注意第十五章第十五章 機(jī)械波機(jī)械波15 1 15 1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念波速波速 與介質(zhì)

5、的性質(zhì)有關(guān)，與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)， 為介質(zhì)的密度為介質(zhì)的密度.u如聲音的傳播速度如聲音的傳播速度sm4000sm343空氣，常溫空氣，常溫左右，左右，混凝土混凝土Gu Eu Ku 橫橫 波波固體固體縱縱 波波液、氣體液、氣體切變切變模量模量彈性彈性模量模量體積體積模量模量第十五章第十五章 機(jī)械波機(jī)械波15 1 15 1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念四四 波線(xiàn)波線(xiàn) 波面波面 波前波前*球球 面面 波波平平 面面 波波波前波前波面波面波線(xiàn)波線(xiàn)第十五章第十五章 機(jī)械波機(jī)械波15 1 15 1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念 例例1 在室溫下，已知空氣中的聲速在室溫下，已知空氣中的聲速 為為340

6、m/s，水中的聲速水中的聲速 為為1450 m/s ，求頻率為，求頻率為200 Hz和和2000 Hz 的聲波在空氣中和水中的波長(zhǎng)各為多少？的聲波在空氣中和水中的波長(zhǎng)各為多少？1u2um7 .1Hz200sm3401111-um17. 0212um25. 7Hz200sm14501121-um725. 0222u在水中的波長(zhǎng)在水中的波長(zhǎng)解解由由 ，頻率為，頻率為200 Hz和和2000 Hz 的聲波在的聲波在u空氣中的波長(zhǎng)空氣中的波長(zhǎng)第十五章第十五章 機(jī)械波機(jī)械波15 1 15 1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念解解 （1）氣體中縱波的速度）氣體中縱波的速度Ku VpVKdd-常量pV0dd

7、1-pVVpVVpVp-ddpKpu RTMp由理想氣體狀態(tài)方程由理想氣體狀態(tài)方程MRTu 例例2 假如在空氣中傳播時(shí)，空氣的壓縮與膨脹過(guò)程假如在空氣中傳播時(shí)，空氣的壓縮與膨脹過(guò)程進(jìn)行得非常迅速，以致來(lái)不及與周?chē)粨Q熱量，聲波的進(jìn)行得非常迅速，以致來(lái)不及與周?chē)粨Q熱量，聲波的傳播過(guò)程可看作絕熱過(guò)程傳播過(guò)程可看作絕熱過(guò)程. （1）視空氣為理想氣體，試證聲速視空氣為理想氣體，試證聲速 與壓強(qiáng)與壓強(qiáng) 的關(guān)的關(guān)系為系為 ，與溫度，與溫度 T 的關(guān)系為的關(guān)系為 .式中式中 為氣體摩爾熱容之比，為氣體摩爾熱容之比， 為密度，為密度，R 為摩爾氣體常為摩爾氣體常數(shù)，數(shù)，M 為摩爾質(zhì)量為摩爾質(zhì)量. pu MRTuup第十五章第十五章 機(jī)械波機(jī)械波15 1 15 1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念解解 （2）由（）由（1）RTu 121sm331molkg1089.2)K273)(KmolJ31.8(4 .1-u121sm343molkg1089. 2)K293)(KmolJ31. 8(4 . 1-u 例例2 假如在空氣中傳播時(shí)，空氣的壓縮與膨脹過(guò)程假如在空氣中傳播時(shí)，空氣的壓縮與膨脹過(guò)程進(jìn)行得非常迅速，以致來(lái)不及與周?chē)粨Q熱量，聲波的進(jìn)行得非常迅速，以致來(lái)不及與周?chē)粨Q熱量，聲波的傳播過(guò)程可看作絕熱過(guò)程傳播過(guò)程可看作絕熱過(guò)程. （1）視空氣為理想氣體，試