高中物理奥林匹克竞赛——5.1-机械波及波的形式波长-波线及波面-波速
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5-1-机械波及波的形式波长-波线及波面-波速
机械振动在介质中的传播称为机械波。 声波、水波 波动是一切微观粒子的属性， 与微观粒子对应的波称为物质波。
各种类型的波有其特殊性，但也有普遍的 共性，有类似的波动方程。
1
一 机械波的形成
1 波源 作机械振动的物体 （声带、乐器等）
2 介质 能传播机械振动的媒质 （空气、水、钢铁等）
身体健康，学习进步！ 有志始知蓬莱近，无为总觉咫尺远。
成功就是你被击落到失望的深渊之后反弹得有多高。 没有失败，只有暂时停止的成功。
注意
波是运动状态的传播，介 质的质点并不随波传播.
2
二 横波与纵波
1 横波
3Baidu Nhomakorabea
特点： 波传播方向上各点的振动方 向与波传播方向垂直
2 纵波（又称疏密波） 例如：弹簧波、 声波
4
纵波
特点：质点的振动方向与波传播方向一致
5
3 复杂波 例如：地震波 特点：复杂波可分解为横波和纵波的合成
简谐波 特点：波源及介质中各点均作简谐振动
（本章研究对象）
6
三 波长 波的周期和频率 波速
1 波长
波传播方向上相邻两振动状态完全相同
的质点间的距离（一完整波的长度）.
Ay
u
O
x
-A
7
横波：相邻 波峰——波峰 波谷—— 波谷
纵波：相邻 波疏——波疏 波密——波密
8
2 周期 T 波传过一波长所需的时间，或一完整 波通过波线上某点所需的时间.
10
四个物理量的联系
1 T
u
T
u Tu
注意
周期或频率只决定于波源的振动 波速只决定于介质的性质
11
u 波速 与介质的性质有关， 为介质的密度.
u
固体
u
液、气体 u
G 切变模量
E 弹性模量
K 体积模量
横 波
纵波
弦中传播的横波波速为:
u
T
T为弦中张力， 为弦的线密度
12
T u
3 频率
单位时间内波向前传播的完整波的 数目. （1 s内向前传播了几个波长）
9
4 波速 u
波(振动状态)在介质中传播的速度 例如，声波在空气中 340ms-1
水 中 1500ms-1
钢铁中 5000ms-1 决定于介质的弹性（弹性模量）和惯 性（密度）
一定要将波的传播速度和质点的振动速度 区别开。
四 波线 波面 波前(行波的几何描述) 1 波射线（波线） 代表波的传播方向的有向线 2段波阵面（波前） 振动相位相同的点组成的面称为波阵面
任一时刻 t波源最初振动状态在各方向 上传到的点的轨迹. 波前是最前面的波阵面
13
性质 （1）同一波阵面上各点振动状态相同. （2）波阵面的推进即为波的传播. （3）各向同性介质中，波线垂直于波阵面.
14
分类（1）平面波 （2）球面波
15
人生最大的挑战没过于战胜自己！ 读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈。——歌德 夸奖我们，赞叹我们的，这都不是名师。会讲我们，指示我们的，这才是良师，有了他们我们才会进步。 坚持把简单的事情做好就是不简单，坚持把平凡的事情做好就是不平凡。 恋爱不是慈善事业，不能随便施舍的。感情是没有公式，没有原则，没有道理可循的。可是人们至死都还在执著与追求。 我决定喜欢你一辈子，不是你的一辈子，是我的一辈子，只要我还活着，就会一直喜欢下去。 活在当下，别在怀念过去或者憧憬未来中浪费掉你现在的生活。 友谊是精神的融合，心灵的联姻，道德的纽结。——佩恩 世间的许多事情都如此。当你刻意追求时，它就像一只蝴蝶一样振翅飞远；当你摒去表面的凡尘杂念，为了社会，为了他人，专心致于一项事 情时候，那意外的收获已在悄悄地问候你。
机械振动在介质中的传播称为机械波。 声波、水波 波动是一切微观粒子的属性， 与微观粒子对应的波称为物质波。
各种类型的波有其特殊性，但也有普遍的 共性，有类似的波动方程。
1
一 机械波的形成
1 波源 作机械振动的物体 （声带、乐器等）
2 介质 能传播机械振动的媒质 （空气、水、钢铁等）
身体健康，学习进步！ 有志始知蓬莱近，无为总觉咫尺远。
成功就是你被击落到失望的深渊之后反弹得有多高。 没有失败，只有暂时停止的成功。
注意
波是运动状态的传播，介 质的质点并不随波传播.
2
二 横波与纵波
1 横波
3Baidu Nhomakorabea
特点： 波传播方向上各点的振动方 向与波传播方向垂直
2 纵波（又称疏密波） 例如：弹簧波、 声波
4
纵波
特点：质点的振动方向与波传播方向一致
5
3 复杂波 例如：地震波 特点：复杂波可分解为横波和纵波的合成
简谐波 特点：波源及介质中各点均作简谐振动
（本章研究对象）
6
三 波长 波的周期和频率 波速
1 波长
波传播方向上相邻两振动状态完全相同
的质点间的距离（一完整波的长度）.
Ay
u
O
x
-A
7
横波：相邻 波峰——波峰 波谷—— 波谷
纵波：相邻 波疏——波疏 波密——波密
8
2 周期 T 波传过一波长所需的时间，或一完整 波通过波线上某点所需的时间.
10
四个物理量的联系
1 T
u
T
u Tu
注意
周期或频率只决定于波源的振动 波速只决定于介质的性质
11
u 波速 与介质的性质有关， 为介质的密度.
u
固体
u
液、气体 u
G 切变模量
E 弹性模量
K 体积模量
横 波
纵波
弦中传播的横波波速为:
u
T
T为弦中张力， 为弦的线密度
12
T u
3 频率
单位时间内波向前传播的完整波的 数目. （1 s内向前传播了几个波长）
9
4 波速 u
波(振动状态)在介质中传播的速度 例如，声波在空气中 340ms-1
水 中 1500ms-1
钢铁中 5000ms-1 决定于介质的弹性（弹性模量）和惯 性（密度）
一定要将波的传播速度和质点的振动速度 区别开。
四 波线 波面 波前(行波的几何描述) 1 波射线（波线） 代表波的传播方向的有向线 2段波阵面（波前） 振动相位相同的点组成的面称为波阵面
任一时刻 t波源最初振动状态在各方向 上传到的点的轨迹. 波前是最前面的波阵面
13
性质 （1）同一波阵面上各点振动状态相同. （2）波阵面的推进即为波的传播. （3）各向同性介质中，波线垂直于波阵面.
14
分类（1）平面波 （2）球面波
15
人生最大的挑战没过于战胜自己！ 读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈。——歌德 夸奖我们，赞叹我们的，这都不是名师。会讲我们，指示我们的，这才是良师，有了他们我们才会进步。 坚持把简单的事情做好就是不简单，坚持把平凡的事情做好就是不平凡。 恋爱不是慈善事业，不能随便施舍的。感情是没有公式，没有原则，没有道理可循的。可是人们至死都还在执著与追求。 我决定喜欢你一辈子，不是你的一辈子，是我的一辈子，只要我还活着，就会一直喜欢下去。 活在当下，别在怀念过去或者憧憬未来中浪费掉你现在的生活。 友谊是精神的融合，心灵的联姻，道德的纽结。——佩恩 世间的许多事情都如此。当你刻意追求时，它就像一只蝴蝶一样振翅飞远；当你摒去表面的凡尘杂念，为了社会，为了他人，专心致于一项事 情时候，那意外的收获已在悄悄地问候你。