机械波的形成波长周期和波速
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
T
相位 初相位 (t 0)
两个同频率的相位差 2 1
第二页，共14页。
机械振动主要内容回顾
物理学教程 （第二版）
二 两个同方向同频率简谐运动的合成
1 两个同方向同频率简谐运动合成后仍为简谐运动
x x1 x2 Acos(t )
A A12 A22 2A1A2 cos
2k π A A1 A2 加强 (2k 1) π A A1 A2 减弱
第六章 机械波
第八页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
注意
波是振动运动状态的传播，介质的质 点并不随波传播.
第六章 机械波
第九页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
三 波长(bōcháng) 波的周期和频率 波
➢速 波形图 ：y 表示各质点相对其平衡位置 x 的位移.
的声波在空气中和水中的波长各为多少？
解
由
u
频率为200 Hz和2000 Hz 的声波在
空气中的波长
1
u1
1
340m s1 200Hz
1.7
m
在水中的波长
2
u1
2
0.17
m
1
(buō2chán1g4)50m s1
1 200Hz
7.25
m
2
u2
2
0.725
m
第六章 机械波
第十四页，共14页。
(k 0，1， 2,)
第三页，共14页。
第六章 机械波
6-1 机械波的形成 波长(bōcháng) 周期
和波速
第四页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
➢ 波动 —— 振动(zhèndòng)在空间的传播过程.
自然界常见的、重要的物质运动形式。
经典波
机械波 机械振动在弹性介质中的传播. 电磁波 交变电磁场在空间的传播.
直的波（. 仅在固体(gùtǐ)中传播 ）
➢ 特征：具有交替出现的波峰和波谷.
第六章 机械波
第七页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
纵波(zònɡ bō)：质点振动方向与波的传播方向互相平行的
波. （可在固体、液体(yètǐ)和气体中传播）
➢ 特征(tèzhēng)：具有交替出现的密部和疏部.
（横波和纵波均可用）
Ay
u
O
x
A
波长 ：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差
为2π 的振动质点之间的距离, 即一个完整波形的长度.
第六章 机械波
第十页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
周期 T ：波前进一个波长的距离所需要
的时间.
频率 ：周期的倒数，即单位时间内波
动所传播的完整波的数目.
1 T
u 波速 ：波动过程中，某一振动状态（即
振动相位）单位时间内所传播的距离（相速）.
u u Tu
T
注意
周期或频率只决定于波源的振动! 波速只决定于媒质的性质！
第六章 机械波
第十一页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
四 波线 波面 波前
波前
波面
*
物理学教程 （第二版）
球面波
第六章 机械波
波线
第十三页，共14页。
平面波
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
例 在室温下，已知空气中的声速 u1为340 m/s ， 水中的声速 u2 为1450 m/s，求频率为200 Hz和2000 Hz
机械振动主要内容回顾
物理学教程 （第二版）
一 简谐运动(jiǎn xié yùn dònɡ)
的描述和特征d2 x 2 x
————— 动力学描述
1 描述
dt 2
x Acos(t ) ———— 运动学描述
v A sin(t )
2 加速度 a 2 x
3 三个特征量：振幅 A xmax 角频率 2π 2π
u 波速 与介质(jièzhì)的性质有关， 为介质(jièzhì)
的密度.
u G 切变模量
横波
固体
u E 弹性模量
纵波
液、气体u K体积模量
343 m s 空气，常温
如声音的传播速度
4000 m s 左右，混凝土
第六章 机械波
第十二页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 )特征
两类波的不同之处
❖机械波的传播需有传 播振动的弹性介质;
❖电磁波的传播可 不需介质.
能量传播 反射 折射(zhéshè) 叠加性 干涉 衍射
第六章 机械波
第五页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
➢ 波的应用 音响技术：音乐的空间感、环绕感，音乐厅设计. 声纳技术: 水中目标的探测、跟踪、通讯、导航等. 超声技术: 超声诊断、无创治疗. 通信技术: 卫星通信、光纤通信、网络世界.
一 机械波的形成 (xíng机ch械én波g)：机械振动在弹性介质中的传播(chuánbō). （相位的传播(chuánbō)）
➢ 产生(chǎnshēng)条件：1）波源；2）弹性介 质.
第六章 机械波
第六页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
二 横波(héngbō) 与纵横波波：质点振动方向与波的传播(chuánbō)方向相垂
相位 初相位 (t 0)
两个同频率的相位差 2 1
第二页，共14页。
机械振动主要内容回顾
物理学教程 （第二版）
二 两个同方向同频率简谐运动的合成
1 两个同方向同频率简谐运动合成后仍为简谐运动
x x1 x2 Acos(t )
A A12 A22 2A1A2 cos
2k π A A1 A2 加强 (2k 1) π A A1 A2 减弱
第六章 机械波
第八页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
注意
波是振动运动状态的传播，介质的质 点并不随波传播.
第六章 机械波
第九页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
三 波长(bōcháng) 波的周期和频率 波
➢速 波形图 ：y 表示各质点相对其平衡位置 x 的位移.
的声波在空气中和水中的波长各为多少？
解
由
u
频率为200 Hz和2000 Hz 的声波在
空气中的波长
1
u1
1
340m s1 200Hz
1.7
m
在水中的波长
2
u1
2
0.17
m
1
(buō2chán1g4)50m s1
1 200Hz
7.25
m
2
u2
2
0.725
m
第六章 机械波
第十四页，共14页。
(k 0，1， 2,)
第三页，共14页。
第六章 机械波
6-1 机械波的形成 波长(bōcháng) 周期
和波速
第四页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
➢ 波动 —— 振动(zhèndòng)在空间的传播过程.
自然界常见的、重要的物质运动形式。
经典波
机械波 机械振动在弹性介质中的传播. 电磁波 交变电磁场在空间的传播.
直的波（. 仅在固体(gùtǐ)中传播 ）
➢ 特征：具有交替出现的波峰和波谷.
第六章 机械波
第七页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
纵波(zònɡ bō)：质点振动方向与波的传播方向互相平行的
波. （可在固体、液体(yètǐ)和气体中传播）
➢ 特征(tèzhēng)：具有交替出现的密部和疏部.
（横波和纵波均可用）
Ay
u
O
x
A
波长 ：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差
为2π 的振动质点之间的距离, 即一个完整波形的长度.
第六章 机械波
第十页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
周期 T ：波前进一个波长的距离所需要
的时间.
频率 ：周期的倒数，即单位时间内波
动所传播的完整波的数目.
1 T
u 波速 ：波动过程中，某一振动状态（即
振动相位）单位时间内所传播的距离（相速）.
u u Tu
T
注意
周期或频率只决定于波源的振动! 波速只决定于媒质的性质！
第六章 机械波
第十一页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
四 波线 波面 波前
波前
波面
*
物理学教程 （第二版）
球面波
第六章 机械波
波线
第十三页，共14页。
平面波
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
例 在室温下，已知空气中的声速 u1为340 m/s ， 水中的声速 u2 为1450 m/s，求频率为200 Hz和2000 Hz
机械振动主要内容回顾
物理学教程 （第二版）
一 简谐运动(jiǎn xié yùn dònɡ)
的描述和特征d2 x 2 x
————— 动力学描述
1 描述
dt 2
x Acos(t ) ———— 运动学描述
v A sin(t )
2 加速度 a 2 x
3 三个特征量：振幅 A xmax 角频率 2π 2π
u 波速 与介质(jièzhì)的性质有关， 为介质(jièzhì)
的密度.
u G 切变模量
横波
固体
u E 弹性模量
纵波
液、气体u K体积模量
343 m s 空气，常温
如声音的传播速度
4000 m s 左右，混凝土
第六章 机械波
第十二页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 )特征
两类波的不同之处
❖机械波的传播需有传 播振动的弹性介质;
❖电磁波的传播可 不需介质.
能量传播 反射 折射(zhéshè) 叠加性 干涉 衍射
第六章 机械波
第五页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
➢ 波的应用 音响技术：音乐的空间感、环绕感，音乐厅设计. 声纳技术: 水中目标的探测、跟踪、通讯、导航等. 超声技术: 超声诊断、无创治疗. 通信技术: 卫星通信、光纤通信、网络世界.
一 机械波的形成 (xíng机ch械én波g)：机械振动在弹性介质中的传播(chuánbō). （相位的传播(chuánbō)）
➢ 产生(chǎnshēng)条件：1）波源；2）弹性介 质.
第六章 机械波
第六页，共14页。
6 – 1 机械波的形成 波长 周期和波速
物理学教程 （第二版）
二 横波(héngbō) 与纵横波波：质点振动方向与波的传播(chuánbō)方向相垂