大學物理課件：第11章 機械波和電磁波1

1、第十一章: 機械波和電磁波 波動是振動的傳播過程。機械波：機械振動在介質中的傳播過程。電磁波：變化的電場和變化的磁場在空 間的傳播過程。11-1 機械波的產(chǎn)生和傳播1. 機械波產(chǎn)生的條件彈性介質 注：波動是波源的振動狀態(tài)或振動能量在介質中 的傳播，介質的質點并不隨波前進。波源產(chǎn)生機械振動的振源傳播機械振動的介質如： 振動沿一細繩的傳播。2.橫波和縱波橫波：質點的振動方向和波的傳播方向垂直。振動方向傳播方向波谷波峰縱波：質點的振動方向和波的傳播方向平行。振動方向傳播方向波密波疏彈簧中的縱波2、當波源作簡諧振動時，介質中各個質點也作簡諧振動，這時的波動稱為簡諧波(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、介質中質點振動的周期和頻率與波源的頻率和周期相同。4、不考慮媒質吸收，各質點振動的振幅相等。5、沿波的傳播方向，后一質點振動位相總是落后于前一質點。6、波動過程中傳播的是振動狀態(tài)（或振動位相）以及能量，這種振動狀態(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：在波動過程中，把振動相位相同的點連成的面(簡稱波面)。波前：在任何時刻，波面有無數(shù)多個，最前方的波面即是波前。波前只有一個。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、在各向同性介質中傳播時，波線和波陣面垂直。注：2、在遠離波源的球面波波面上的任何一個小部份，都可視為平面波。球面波、柱面波的形成過程：5.波長、周期和頻率、波速周期(T)：傳播一個波長距離所用的時間。波速（u）：單位時間內波向前傳播的距離波長（）：在同一條波線上，相差為 的質點間的距離。頻率( )：周期的倒數(shù)。波長、頻率和波速之間的關系注意（1）波的周期和頻率等于波源的周期和頻率（2）波速和傳播媒質有關（3）波長和傳播媒質有關（4）上述關系不僅適用于機械波，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)過波線上的A點后，再經(jīng)13cm而傳至B點

4、。求(1) B點的振動比A 點落后的時間。(2) 波在A、B兩點振動時的相位差是多少？(3) 設波源作簡諧振動，振幅為1mm，求振動速度的幅值，是否與波的傳播速度相等？解 (1) 波的周期波長B點比A點落后的時間為即 。(2) A、B 兩點相差 ， B點比A點落后的相差為(3) 振幅 A=1mm，則振動速度的幅值為振動速度是交變的，其幅值為18.8m/s，遠小于波速。 解 橫波傳播過程中各個質點在其平衡位置附近振動，且振動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各質點的運動方向，并畫出經(jīng)過1/4周期后的波形曲線。例11-2 設某一時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，前面的點的振動