2022-2023學年高二物理競賽課件：波動

波動提綱1.什么是波?波有哪些種類?3.什么是平面簡諧波?4.如何得到平面簡諧波的波函數(shù)？2.機械波有哪些特征？如何表示？

1.波是機械波機械振動在彈性介質(zhì)中的傳播過程。一、波及其特征量振動狀態(tài)在空間的傳播過程機械波的特點：需要波源和彈性介質(zhì)；是介質(zhì)中大量質(zhì)點參與的集體運動；質(zhì)點并不“隨波逐流”，而是在各自的平衡位置附近振動。電磁波一、波及其特征量交變電磁場在空間的傳播過程。機械波與電磁波的共同特征：具有一定的傳播速度能夠產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象物質(zhì)波微觀粒子的內(nèi)稟屬性。具有相似的數(shù)學表達式伴隨著能量的傳播1.波是機械波機械振動在彈性介質(zhì)中的傳播過程。振動狀態(tài)在空間的傳播過程無處不在的波電磁波f<20Hz次聲波

infrasoundlowfrequency,longwavelength

超聲波2.機械波的幾個基本概念一、波及其特征量（1）橫波、縱波波的傳播方向、質(zhì)點的振動方向橫波——

切變、縱波——體變地震波——

既有橫波，又有縱波

水波——

既有橫波成分，又有縱波成分2.機械波的幾個基本概念一、波及其特征量（2）平面波、球面波、柱面波波面波線波前波面波線波前

波線:由波源引出的表示波傳播方向的有向直線；波面:不同波線上相位相同的點連成的曲面；波前:某一時刻最前面的波面。2.機械波的幾個基本概念一、波及其特征量（3）平面簡諧波(一種最簡單、最基本的波)在均勻、無吸收的介質(zhì)中,媒質(zhì)中的質(zhì)元均做簡諧運動。任何非簡諧的復雜波，可以看成由一系列頻率不同的簡諧波疊加而成。2.機械波的幾個基本概念一、波及其特征量（3）平面簡諧波(一種最簡單、最基本的波)特點：頻率唯一波的傳播具有周期性在均勻、無吸收的介質(zhì)中,媒質(zhì)中的質(zhì)元均做簡諧運動?？梢暈橐痪S傳播問題y(x,t)振幅恒定波面yx無限延伸且永遠存在任何非簡諧的復雜波，可以看成由一系列頻率不同的簡諧波疊加而成。3.描述簡諧波的物理量（1）波長（2）周期（3）波速沿波傳播方向，兩個相鄰的相位差為波傳播一個波長的距離所需的時間。振動狀態(tài)在單位時間內(nèi)傳播的距離。一、波及其特征量

OxAy的振動質(zhì)元間的距離。幾種波速的實驗公式固體中的橫波波速：G切變模量固體中的縱波波速：E彈性模量液體,氣體中的縱波波速：K體積模量qSfflΔlffΔVppVV′p+Δpp+Δp波速取決于介質(zhì)的力學性質(zhì)！二、平面簡諧波的波函數(shù)介質(zhì)中任一質(zhì)點（坐標為x）相對其平衡位置P*O1.平面簡諧波波函數(shù)點P（x）振動方程為令原點O

的振動方程為波函數(shù)為：的位移（坐標為y）隨時間的變化關(guān)系討論：（1）若波沿x軸負方向傳播波函數(shù)為：（2）若