大學(xué)物理課件：第11章 機(jī)械波和電磁波1

1、第十一章: 機(jī)械波和電磁波 波動(dòng)是振動(dòng)的傳播過(guò)程。機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過(guò)程。電磁波：變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)在空 間的傳播過(guò)程。11-1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播1. 機(jī)械波產(chǎn)生的條件彈性介質(zhì) 注：波動(dòng)是波源的振動(dòng)狀態(tài)或振動(dòng)能量在介質(zhì)中 的傳播，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波前進(jìn)。波源產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的振源傳播機(jī)械振動(dòng)的介質(zhì)如： 振動(dòng)沿一細(xì)繩的傳播。2.橫波和縱波橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直。振動(dòng)方向傳播方向波谷波峰縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向平行。振動(dòng)方向傳播方向波密波疏彈簧中的縱波2、當(dāng)波源作簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)也作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，這時(shí)的波動(dòng)稱為簡(jiǎn)諧波(正弦波或余弦波)。1、在固體中可以

2、傳播橫波或縱波，在液體、氣體中只能傳播縱波。注 意：3、介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期和頻率與波源的頻率和周期相同。4、不考慮媒質(zhì)吸收，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅相等。5、沿波的傳播方向，后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位相總是落后于前一質(zhì)點(diǎn)。6、波動(dòng)過(guò)程中傳播的是振動(dòng)狀態(tài)（或振動(dòng)位相）以及能量，這種振動(dòng)狀態(tài)和能量在傳播的波叫行波3.波陣面和波射線波線：沿波的傳播方向作的一些帶箭頭的線。波線的指向表示波的傳播方向。波陣面：在波動(dòng)過(guò)程中，把振動(dòng)相位相同的點(diǎn)連成的面(簡(jiǎn)稱波面)。波前：在任何時(shí)刻，波面有無(wú)數(shù)多個(gè)，最前方的波面即是波前。波前只有一個(gè)。平面波：波面為平面球面波：波面為球面柱面波：波面為柱面平面波球面波波線波陣面波陣面波線1、

3、在各向同性介質(zhì)中傳播時(shí)，波線和波陣面垂直。注：2、在遠(yuǎn)離波源的球面波波面上的任何一個(gè)小部份，都可視為平面波。球面波、柱面波的形成過(guò)程：5.波長(zhǎng)、周期和頻率、波速周期(T)：傳播一個(gè)波長(zhǎng)距離所用的時(shí)間。波速（u）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)波向前傳播的距離波長(zhǎng)（）：在同一條波線上，相差為 的質(zhì)點(diǎn)間的距離。頻率( )：周期的倒數(shù)。波長(zhǎng)、頻率和波速之間的關(guān)系注意（1）波的周期和頻率等于波源的周期和頻率（2）波速和傳播媒質(zhì)有關(guān)（3）波長(zhǎng)和傳播媒質(zhì)有關(guān)（4）上述關(guān)系不僅適用于機(jī)械波，而且適用于各類波 例11-1 頻率為3000Hz的聲波，以1560m/s的傳播速度沿一波線傳播，經(jīng)過(guò)波線上的A點(diǎn)后，再經(jīng)13cm而傳至B點(diǎn)

4、。求(1) B點(diǎn)的振動(dòng)比A 點(diǎn)落后的時(shí)間。(2) 波在A、B兩點(diǎn)振動(dòng)時(shí)的相位差是多少？(3) 設(shè)波源作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振幅為1mm，求振動(dòng)速度的幅值，是否與波的傳播速度相等？解 (1) 波的周期波長(zhǎng)B點(diǎn)比A點(diǎn)落后的時(shí)間為即 。(2) A、B 兩點(diǎn)相差 ， B點(diǎn)比A點(diǎn)落后的相差為(3) 振幅 A=1mm，則振動(dòng)速度的幅值為振動(dòng)速度是交變的，其幅值為18.8m/s，遠(yuǎn)小于波速。 解 橫波傳播過(guò)程中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近振動(dòng)，且振動(dòng)方向與傳播方向垂直。頭表示該波的傳播方向。試分別用小箭頭表明圖中A、B、C、D、E、F、G、H、I各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，并畫出經(jīng)過(guò)1/4周期后的波形曲線。例11-2 設(shè)某一時(shí)刻繩上橫波的波形曲線如下圖所示，水平箭沿著波的傳播方向，前面的點(diǎn)的振動(dòng)