學習教學課件機械波

1、機 械 波1第一節(jié) 機械波的產(chǎn)生與傳播機械波機械振動在彈性介質(zhì)中的傳播. 波動振動的傳播過程波（動）是物質(zhì)運動的一種基本形式一、機械波產(chǎn)生的條件1、波源：激發(fā)波動的振動系統(tǒng)。2、彈性媒質(zhì)：傳播振動的彈性介質(zhì)。光波傳播無需任何介質(zhì)。2 橫波 二、波的分類橫波動畫各質(zhì)點振動方向與波的傳播方向垂直。如繩波為橫波。 縱波各質(zhì)點振動方向與波的傳播方向平行。傳播方向振動方向傳播方向振動方向3 縱波是靠介質(zhì)疏密部變化傳播的，如聲波，彈簧波為縱波。 縱波可以在固體、氣體、液體三種媒質(zhì)中傳播.而機械橫波一般只在固體中傳播。 一般的波動是很復(fù)雜的，但可以分解為橫波與縱波進行研究?？v波動畫4波的形成5 質(zhì)元并未“隨

2、波逐流” ,波的傳播不是介質(zhì)質(zhì)元的傳播。 “上游”的質(zhì)元依次帶動“下游”的質(zhì)元振動。 某時刻某質(zhì)元的振動狀態(tài)將在較晚時刻于“下游”某處出現(xiàn)-波是振動狀態(tài)的傳播。注意 同相位點-質(zhì)元的振動狀態(tài)相同。6振動是描寫一個質(zhì)點振動。波動是描寫一系列質(zhì)點在作振動。傳播方向t后的波形圖 振動與波動的區(qū)別 判斷質(zhì)點振動方向7波面：在波的傳播過程中，任一時刻波所到達的各點連結(jié)成的曲面 波前(波陣面）：在波傳播過程中，離波源最遠的，即最前面的波面。 波射線：沿波的傳播方向所畫的射線 球面波：波面是球面的波 平面波：波面是平面的波 波線波面波面波線四、波的幾何描述8波長 ：振動在一個周期內(nèi)傳播的距離 為波長，單位是

3、米（m）。五、波長 波的周期和頻率 波速周期T ：波場中質(zhì)元完成一次全振動所 須的時間。單位是秒（s）。頻率n ：周期的倒數(shù)。單位是赫茲(Hz)。波速u：振動狀態(tài)在單位時間內(nèi)傳播的距 離，單位是(ms-1)。關(guān)系式： l = uT u = l / T = ln9.周期、頻率與介質(zhì)無關(guān)，當波源靜止 時，與波源的相同.不同頻率的同一類波在同一介質(zhì)中波 注意速相同。10第二節(jié) 描述波動的波函數(shù)用數(shù)學表達式表示波動-波函數(shù) 波面為平面，介質(zhì)中的各點做簡諧振動的波為平面簡諧波。 波動是集體表現(xiàn)，各質(zhì)點在同一時刻的振動位移是不同的，用一個質(zhì)點的振動方程代替任意質(zhì)點的振動方程。一、平面簡諧波11波線上各點的

4、簡諧運動圖12oyx二、平面簡諧波的波函數(shù)uBx 已知o點處質(zhì)點的振動方程為 y0=A cos w t 任意時刻任意位置處的質(zhì)點的振動位移為波函數(shù)。13 由圖得：B點比O點的振動在時間上落后 x/u,所以B點的振動情況為：該式為平面簡諧波波動方程。由：w =2p/T l =uT波動方程可寫為：uoyxBx14三、波函數(shù)的物理意義1、振動方程與波函數(shù)的區(qū)別波函數(shù)是波程 x 和時間 t 的函數(shù)，描寫某一時刻任意位置處質(zhì)點振動位移。振動方程是時間 t 的函數(shù)152、當 x = x0 時，既是 x0 處質(zhì)點的振動方程。3、當 t = t0 時，既是 t0 時刻波線上所有質(zhì)點離開各自平衡位置的位移。x0

5、yt0y164、x 和 t 都在變化上式可得在 t 時刻 x 處對應(yīng)的位移。oyxut 時刻t +Dt 時刻171、若波沿x 軸的負方向傳播B點的振動比o點的振動在時間上超前u/x。故其位移為：思考uoyxBx182、若原點是波源,則任一點振動為:ouux3、波線上任意兩點的位相差：ox2x1xu波的相位一般jr2u2時，反射波與入射波同相r1u1 20000Hz次聲波頻率 20Hz3、聲強聲波的平均能流密度叫聲強。1、聲波的頻率范圍第八節(jié) 聲 波 2、聲壓聲波造成的附加壓強814、聲強級 由于引起人的聽覺聲強范圍是 10-1210-2 W/m2，相差較大。聲強級單 位 分貝，dB相當于1000Hz 的聲波引起聽覺最弱的聲強。825、超聲波應(yīng)用超聲波無損探傷超聲波清洗工件加濕器聲納：超聲波在水中傳播距離很遠。836.次聲波 地震、火