物理91機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播ppt課件

1、第第9 9章章 機(jī)械波機(jī)械波9.1 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 波動(dòng)是振動(dòng)的傳播過程波動(dòng)是振動(dòng)的傳播過程.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)械波電磁波電磁波動(dòng)搖動(dòng)搖機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播.交變電磁場在空間的傳播交變電磁場在空間的傳播.兩類波的不同之處兩類波的不同之處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衍射衍射兩類波的共同特征兩類波的共同特征第第9 9章章 機(jī)械波機(jī)械波9.1 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波

2、的產(chǎn)生和傳播 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.留意留意機(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.第第9 9章章 機(jī)械波機(jī)械波9.1 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直的波橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直的波.（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)的波峰和波

3、谷.第第9 9章章 機(jī)械波機(jī)械波9.1 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向互相平行的波縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向互相平行的波.（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.第第9 9章章 機(jī)械波機(jī)械波9.1 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 三三 波長波長 波的周期和頻率波的周期和頻率 波速波速2 波長波長 ：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)完整波形的長

4、度波形的長度.2OyAA-ux第第9 9章章 機(jī)械波機(jī)械波9.1 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 2 周期周期 ：波前進(jìn)一個(gè)波長的距離所需要：波前進(jìn)一個(gè)波長的距離所需要的時(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)過程中，某一振動(dòng)狀態(tài)即：波動(dòng)過程中，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留意留意第第9 9章章 機(jī)械波機(jī)械波9.1 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 波速波速 與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與介質(zhì)的

5、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，混凝土左右，混凝土Gu Eu Ku 橫橫 波波固體固體縱縱 波波液、氣體液、氣體切變模量切變模量彈性模量彈性模量體積模量體積模量第第9 9章章 機(jī)械波機(jī)械波9.1 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 四四 波線波線 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波線第第9 9章章 機(jī)械波機(jī)械波9.1 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 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 m/s，水中的聲速水中

6、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各為多少？的聲波在空氣中和水中的波長各為多少？1u2um7 .1Hz200sm3401111-um17. 0212um25. 7Hz200sm14501121-um725. 0222u在水中的波長在水中的波長解解由由 ，頻率為，頻率為200 Hz和和2000 Hz 的聲波在的聲波在u空氣中的波長空氣中的波長第第9 9章章 機(jī)械波機(jī)械波9.1 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 解解 （1氣體中縱波的速度氣體中縱波的速度Ku VpVKdd-常量pV0dd1-pVVpVVpVp-d

7、dpKpu 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程假如在空氣中傳播時(shí)，空氣的壓縮與膨脹過程進(jìn)行得非常迅速，以致來不及與周圍交換熱量，聲波的進(jìn)行得非常迅速，以致來不及與周圍交換熱量，聲波的傳播過程可看作絕熱過程傳播過程可看作絕熱過程. （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第第9 9章章 機(jī)械波機(jī)械波9.1 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 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程假如在空氣中傳播時(shí)，空氣的壓縮與膨脹過程進(jìn)行得非常迅速，以致來不及與周圍交換熱量，聲波的進(jìn)行得非常迅速，以致來不及與周圍交換熱量，聲波的傳播過程可看作絕熱過程傳播過程可看作絕熱過程. （1視空氣為理想氣體，試