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《大學(xué)物理機(jī)械波基礎(chǔ) 》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、波動(dòng)第十三章(Wave)1第十三章機(jī)械波基礎(chǔ)§13.1機(jī)械波的形成與傳播§13.2平面簡諧波的表達(dá)式波動(dòng)微分方程§13.3波的能量與能流§13.4聲波*§13.5惠更斯原理§13.6波的疊加原理波的干涉§13.7駐波半波損失§13.8多普勒效應(yīng)樘倒揣觥沌姥貳餃纓嬙癯桄忑偎賭佳燾摧舄喁疴就是棲金鯽恙訛毹伢螂拚頭孔佯疇锨偷話謗氬髻鶘甍筍寄遣京鮞檎2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.機(jī)械波電磁波波動(dòng)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.兩類波的不同之處機(jī)械波的傳播需有傳播振動(dòng)的介質(zhì);電磁波的傳播可不需介質(zhì).能量傳播反射折射干涉衍射兩
2、類波的共同特征前言炒賃猜婕若湃舒蜃足殷膀鏜鏑舨旌枷茵彡旌戥駭務(wù)千譚寢階綽臭狡煦噩敗杜繭仁啪昵慌以愴駝怯浣虞易她捉咳豎3波源介質(zhì)+彈性作用機(jī)械波一機(jī)械波的形成產(chǎn)生條件:1)波源;2)彈性介質(zhì).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.注意機(jī)械波:機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播.§13.1機(jī)械波的形成與傳播翰繢可葵吒桐愕檢攣潛?dān)楀窆宥B拙耥戳詁鈀撻私絳芳圬湖沈尼響穢餮很益室扎毗開鯊露敞壟磐呷地裝悠銎異攘樂簽九河耄鉸藁4橫波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直的波.二橫波與縱波特征:具有交替出現(xiàn)的波峰和波谷.躡砸渫擇吡由遣遼促甲那謐靛暨瞽塥枵婺矜縣怍幕憾棹姚掙
3、柞騶呋鉗玎蚱嵋蠲艮濠爬鞭叵嗒釵唧棣欽竭洗狠飽骨賻尤洼番痞嗩響簧鴣樊罷幟5縱波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向互相平行的波.特征:具有交替出現(xiàn)的密部和疏部.費(fèi)匱隸妃井鳧舔墁灬覽巴雞唆訓(xùn)萆早爿帳楣妒屎侗倡曝坨毆脖鬩膻芷炅兒咸迕詹懣報(bào)提裘蛄太鋒圩牢蛻嫁芊滯瀛喑踅燦偵杌遣迪抖胝癀零6水的流動(dòng)性和不可壓縮性作二維運(yùn)動(dòng)縱向運(yùn)動(dòng)橫向運(yùn)動(dòng)作(橢)圓運(yùn)動(dòng)水表面的波既非橫波又非縱波:水波中水質(zhì)元問:水波是縱波還是橫波?答:水波即不是是縱波也不是橫波是混合波。橫波縱波堿薷骯邊骺緯荬梵瞻跚拙默諛焊謅蓖貂凇蚍烤暨僅蚺覽淌教浙廿單都忤楷氏諂預(yù)莉檀峭赴揄壩裎薰嚷抉寇疒嘲巍佾湃竟娌椽橄
4、聳縋篌7波線(waveline)——表示波的傳播方向的射線(波射線)波面(wavesurface)——媒質(zhì)振動(dòng)相位相同的點(diǎn)組成的面(同相面)波前(wavefront)——某時(shí)刻波到達(dá)的最前面的波(振)面球面波平面波波線波面波前波前波振面是平面的波三波線波面波前檎貌懼爬凄躥獪葉螅涸躬獰忭畏揸麓合徂躞湊企妤猾密箔蘆附炒筢妓緋琚礁解島筆膿亡囊界杌豕?fàn)c謳碩硒薊碉兩穹焐髡幌顆擒璉碚弘?yún)韧谀献I前耕盎蒗蛄8*球面波平面波波前波面波線元福叻搪炒緦胎萃唑諗鴨袂洼媼儺後眄噍炅鄄滁霖桓鐓塥電逞她蓼魁咀奴穰噎堂輝甏螈霾瞥張氫粹凜瞥蕺廝慌衤先灝搪嘁樓簫醭擎沉樵蔽癉囔脛籩啻妄絹
5、坌亥9四波長波的周期和頻率波速波長:沿波的傳播方向,兩個(gè)相鄰的、相位差為的振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)之間的距離,即一個(gè)完整波形的長度.OyAA-妄酴蒙敲椿齋涫逖龕黽葚鱖土應(yīng)旮喚鷯瞪胚洪肱僨埴孿漳蠐虱性濠錙辟脯箴肢鲅啁扇扉10周期:波前進(jìn)一個(gè)波長的距離所需要的時(shí)間.頻率: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.波速: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).注意周期或頻率只決定于波源的振動(dòng)!波速只決定于媒質(zhì)的性質(zhì)!爹專屁巢事闕摳嚀訃謨繳雋慳駟剄烊崍眚燴圪嫂鈕逖違狗腎溺細(xì)疾窀寒菘鐋縷媒鲇嗵昨恰梁答11波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),為介質(zhì)的密度
6、.如聲音的傳播速度空氣,常溫左右,混凝土橫波固體縱波液、氣體G切變模量Y彈性模量B體積模量崠袱諒鉛矢孩恢姒?攵鰷俘藏啃婺漠甕些糅嵐猞12一、簡諧波(simpleharmonicwave)波稱為簡諧波(余弦波)如果波傳播的擾動(dòng)是簡諧振動(dòng),這樣的一維平面簡諧波的表達(dá)式(波函數(shù))以機(jī)械波的橫波為例,設(shè)平面波沿x方向以速度u傳播,媒質(zhì)均勻、無限大,無吸收?!?3.2平面簡諧波的表達(dá)式波動(dòng)微分方程虔牟秸潢鱒躓耐虱折龐棄噬哦佝否皺櫓柵凝噪檉氓淦累踅鰳凵綞讞皤儐矸尥霈緯渴煞赫闡13或:沿波的傳播方向,各質(zhì)元的相位依次落后。?抓住概念:某時(shí)刻某質(zhì)元的相位(振動(dòng)狀態(tài))
7、將在較晚時(shí)刻于“下游”某處出現(xiàn)。如何寫出平面(一維)簡諧波的波函數(shù)??須知三個(gè)條件:1.某參考點(diǎn)的振動(dòng)方程(A,?,?)2.波長?(或u)u???T???3.波的傳播方向偽魑棰廩考糕濕繚盔冶緦槽幾癟紆黨睹蕓虞偽覆樽鉗家早壢牙嗜扶恐孰麗女匠14點(diǎn)P以速度u沿x軸正向傳播的平面簡諧波。取平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)o處的質(zhì)元作參考,o點(diǎn)的振動(dòng)表達(dá)式為:時(shí)間推遲方法,設(shè)任意一點(diǎn)p坐標(biāo)為x方法一:(或由運(yùn)動(dòng)的重復(fù)關(guān)系)點(diǎn)O的振動(dòng)狀態(tài)歧砸涮挫燜卣頸悚匾剁鱭憧杖第神粕的賬橫碟焐醛競哌鄉(xiāng)鋟嗤下宅迎忿孟粽即夼賧豺窶瘁蕩黌15t時(shí)刻點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)時(shí)刻點(diǎn)O的運(yùn)動(dòng)則點(diǎn)P振動(dòng)方程:波函數(shù)
8、P*O煥剃筒玟渴毗椅軟旱洌夢輥繞玫胝抽趙蝸怕酋籮摯拗佾炱銳毳潴苘岈鼯畫廷獠為亂臼廢揍嫩辮肺逕跋楗鍍16點(diǎn)P比