机械波PPT课件
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大学物理(机械波篇)ppt课件
液晶显示
利用偏振光的特性，实现液晶 屏幕对图像的显示和控制。
科学研究
在物理学、化学、生物学等领 域中，利用偏振光研究物质的 光学性质和结构特征。
06
总结回顾与拓展延伸
机械波篇重点知识点总结
机械波的基本概念
机械波是介质中质点间相互作用力引起的振动在介质中的传播。机械波的产生条件、传播方 式、波动方程等基本概念是学习的重点。
驻波形成条件 两列波的频率相同、振幅相等、相位差恒定。
3
驻波特点
波形固定不动，节点和腹点位置固定；相邻节点 间距离等于半波长；能量在节点和腹点之间来回 传递。
03
非线性振动和孤立子简介
非线性振动概念及特点
非线性振动定义
指振动系统恢复力与位移之间不满足线 性关系的振动现象。
振幅依赖性
振动频率和波形随振幅变化而变化。
当障碍物尺寸远大于波长时，衍射现象不 明显。
衍射规律
衍射角与波长成正比，与障碍物尺寸成反 比。
双缝干涉实验原理及结果分析
实验原理：通过双缝让 单色光发生干涉，形成 明暗相间的干涉条纹。
01
干涉条纹间距与光源波 长、双缝间距及屏幕到
双缝的距离有关。
03
05 通过测量干涉条纹间距，
可以计算出光源的波长。
天文学领域
通过测量恒星光谱中谱线的多普勒频移，可以推断出恒星相对于观察 者的径向速度，进而研究恒星的运动和宇宙的结构。
05
光的衍射、干涉和偏振现 象
光的衍射现象及规律总结
衍射现象：光在传播过程中遇到障碍物或 小孔时，会偏离直线传播路径，绕到障碍 物后面继续传播的现象。
当障碍物尺寸与波长相当或更小时，衍射 现象显著。
多个孤立子相互作用后，各自保持 原有形状和速度继续传播。
机械波的形成和传播含和视频PPT课件
THANK YOU
2020/9/30
可编辑
二、机械波的分类及其特点
思考：地震波是横波还是纵波？
地震波既有横波又有纵波
二、机械波的分类及其特点
思考：水波是横波还是纵波？
水波既不是横波也不是纵波，叫做水纹波
本节课学习的内容：
认识波 波是如何形成的
波的特点 波的分类
思考：振动与波动的区别和联系？
1．区别 振动是一个质点的往复运动，而波动是介质
第二章 机械波
第一节 机械波的形成和传播
一生、活机中械的波机的械形波成与传播
机械振动在介质中的传播形成机械波
请点击手
机械波产生的条件： 振源（波源）
介质
即引起初始振动的装置
即能够传播振动的物质
注：有振动不一定存在波，有波一定存在振动
固、液、气
一、机械波的形成与传播
为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的呢？
5.波在传递振动形式的同时，也传递能量和信息。
二、机械波的分类及其特点 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。 横波的特点： 波峰 波谷
绳 波
纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。
纵波的特点： 疏部 密部
弹 簧 波
二、机械波的分类及其特点
思考：声波是横波还是纵波？
声波是纵波
SUCCESS
SUCCESS
THANK YOU
2020/9/30
可编辑
C.有机械波就一定有机械振动 D.机械波是机械振动在介质中的传播过
程，它是传递能量的一种方式
<2>、区分横波和纵波是根据（ C ）
A．是否沿水平方向传播 B．质点振动的方向和波传播的远近
2020/9/30
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二、机械波的分类及其特点
思考：地震波是横波还是纵波？
地震波既有横波又有纵波
二、机械波的分类及其特点
思考：水波是横波还是纵波？
水波既不是横波也不是纵波，叫做水纹波
本节课学习的内容：
认识波 波是如何形成的
波的特点 波的分类
思考：振动与波动的区别和联系？
1．区别 振动是一个质点的往复运动，而波动是介质
第二章 机械波
第一节 机械波的形成和传播
一生、活机中械的波机的械形波成与传播
机械振动在介质中的传播形成机械波
请点击手
机械波产生的条件： 振源（波源）
介质
即引起初始振动的装置
即能够传播振动的物质
注：有振动不一定存在波，有波一定存在振动
固、液、气
一、机械波的形成与传播
为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的呢？
5.波在传递振动形式的同时，也传递能量和信息。
二、机械波的分类及其特点 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。 横波的特点： 波峰 波谷
绳 波
纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。
纵波的特点： 疏部 密部
弹 簧 波
二、机械波的分类及其特点
思考：声波是横波还是纵波？
声波是纵波
SUCCESS
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C.有机械波就一定有机械振动 D.机械波是机械振动在介质中的传播过
程，它是传递能量的一种方式
<2>、区分横波和纵波是根据（ C ）
A．是否沿水平方向传播 B．质点振动的方向和波传播的远近
机械波的产生和传播PPT课件
应变应力机械波的产生和传播2体变模量b或容变模量容变模量描述了材料抵抗体积形变的能力大小机械波的产生和传播3切变模量g这种只改变形状不改变体积的形变称为切变切变模量描述了材料抵抗切变能力的大小addd传播横波和纵波的介质横波在介质中传播时介质发生切变所以横波只能在固体中传纵波在介质中传播时介质发生的拉伸和压缩形变所以纵波可以在固体液体气体中传播第16页共21页机械波的产生和传播固体的杨氏模量大于切变模量所以在固体中纵波的传播速度大于横波的传播速度对于大多数金属材料来说可认为近似相等机械波的产生和传播五波动的几个概念波射线
7.1 机械波的产生和传播
y
1 3 2 4
7
3 2
10
13
16
t0
t T 4
3 2
t 2T 4
3 2
t 3T 4
3 2
t T
3 2
t 5T 4
第5页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
注意
波是运动状态的传播,介质 的质点并不随波传播.
第6页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
三 波速、波长、频率(或周期) 波的特征:具有空间和时间上的周期性
7.1 机械波的产生和传播
2 波长
在波的传播方向上相邻的两个振动状态
相同(相位差为2 )的质点间的距离(一个完
整波的长度)
Ay
o
x
-A
第9页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
横波：相邻 波峰——波峰 波谷—— 波谷 纵波：相邻 波疏——波疏 波密——波密
波长与介质有关
第10页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
1 波速 v
在单位时间内振动状态(或相位)传播的 距离称为波的传播速度,也称为相速
7.1 机械波的产生和传播
y
1 3 2 4
7
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t0
t T 4
3 2
t 2T 4
3 2
t 3T 4
3 2
t T
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7.1 机械波的产生和传播
注意
波是运动状态的传播,介质 的质点并不随波传播.
第6页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
三 波速、波长、频率(或周期) 波的特征:具有空间和时间上的周期性
7.1 机械波的产生和传播
2 波长
在波的传播方向上相邻的两个振动状态
相同(相位差为2 )的质点间的距离(一个完
整波的长度)
Ay
o
x
-A
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7.1 机械波的产生和传播
横波：相邻 波峰——波峰 波谷—— 波谷 纵波：相邻 波疏——波疏 波密——波密
波长与介质有关
第10页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
1 波速 v
在单位时间内振动状态(或相位)传播的 距离称为波的传播速度,也称为相速
大学物理 机械波ppt课件
3. 波速u : 单位时间波所传过的间隔
波速ｕ又称相速度(相位传播速度)
三者关系
u
T
固体内横波和纵波的传播速度u分别为
u G (横波)
u E (纵波)
G：切变模量，E弹性模量， ρ 固体的密度
液体和气体内，纵波的传播速度为
u K (纵波)
K为体积模量
弹性绳上的横波 u T
T-绳的初始张力, -绳的线密度
u
y
u
P
O
x
x
动摇方程的另外两种常见方式
由 ω = 2π /T ，u = ν λ = λ /T
有 y(x,t)Aco2s(tx) 或
取角波数k k 2 有 u
y(x,t)Aco2s(T tx)
y (x ,t) A c ot s k)(x
假设知距O点为x0 的点Q的振动规律为 yQA co ts ()
y u
Q O
x0
x
P x
那么相应的波函数为 yAco stx ux0
沿Ox轴负方向传播的波
y
u
P
O
x
x
P点的振动比O点早t0= x/u. 当O点的相位是ωt 时, P点 的相位已是ω (t + x / u) .
所以
y(x,t)Acos(tx)
u
或 y(x,t)Aco2sT tx y (x ,t) A cot s k)(x
同理对D点 4. BC间的相位差
yD3co4st5 9 (S)I
C B 2 (x B x C ) 1 .6
CD间的相位差 2x4.4 C相位超前D4.4π
§3 波的能量
一. 弹性波的能量
动摇过程就是能量传播的过程
机械波的形成和传播(含flash和视频)ppt课件
波动。 （4）波动是振动形式（信息和能量）的传播过程。
学以致用
<1>.关于波下列说法正确的是（ CD） A.有机械振动就有机械波 B.没有机械波就没有机械振动 C.有机械波就一定有机械振动 D.机械波是机械振动在介质中的传播过 程，它是传递能量的一种方式
<2>、区分横波和纵波是根据（ C ）
A．是否沿水平方向传播 B．质点振动的方向和波传播的远近
一、机械波的形成与传播
分组讨论：机械波在传播过程中的特点？
思考1：绳上的点有没有随波迁移？ 思考2：绳上各点是不是同时开始振动的，它们
振动的步调一致吗？ 思考3：绳上各点开始振动时的方向（起振方向）？ 思考4：在波的传播过程中，介质中各点振动的周期
（频率）是否相同？
一、机械波的形成与传播
机械波的传播特点：
第二章 机械波
第一节 机械波的形成和传播
一生、活机中械的波机的械形波成与传播
请点击手
一、机械波的形成与传播
为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的呢？
设想:把绳分成很多小段 每一个小段可以看做一个质点
质点之间有相互作用力
精选ppt的形成与传播
波的形成过程是这样的
C．质点振动的方向和波传播的方向 D．质点振动的快慢
<3>、下列说法不正确的有（ ACD）
A．声波在空气中传播时是纵波， 在水中传播时是横波
B．波不但传递能量，还能传递信息
C．质点振动的方向总是垂直于波 传播的方向
D．一切波的传播均需要介质
<4>.在机械波中，下列说法中错误的是( D )
A、各质点都在各自平衡位置附近振动 B、相邻质点间必有相互作用力 C、前一质点的振动带动相邻后一质点 的振动，后一质点的振动必定落后于前 一质点 D、各质点也随波的传播而迁移
学以致用
<1>.关于波下列说法正确的是（ CD） A.有机械振动就有机械波 B.没有机械波就没有机械振动 C.有机械波就一定有机械振动 D.机械波是机械振动在介质中的传播过 程，它是传递能量的一种方式
<2>、区分横波和纵波是根据（ C ）
A．是否沿水平方向传播 B．质点振动的方向和波传播的远近
一、机械波的形成与传播
分组讨论：机械波在传播过程中的特点？
思考1：绳上的点有没有随波迁移？ 思考2：绳上各点是不是同时开始振动的，它们
振动的步调一致吗？ 思考3：绳上各点开始振动时的方向（起振方向）？ 思考4：在波的传播过程中，介质中各点振动的周期
（频率）是否相同？
一、机械波的形成与传播
机械波的传播特点：
第二章 机械波
第一节 机械波的形成和传播
一生、活机中械的波机的械形波成与传播
请点击手
一、机械波的形成与传播
为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的呢？
设想:把绳分成很多小段 每一个小段可以看做一个质点
质点之间有相互作用力
精选ppt的形成与传播
波的形成过程是这样的
C．质点振动的方向和波传播的方向 D．质点振动的快慢
<3>、下列说法不正确的有（ ACD）
A．声波在空气中传播时是纵波， 在水中传播时是横波
B．波不但传递能量，还能传递信息
C．质点振动的方向总是垂直于波 传播的方向
D．一切波的传播均需要介质
<4>.在机械波中，下列说法中错误的是( D )
A、各质点都在各自平衡位置附近振动 B、相邻质点间必有相互作用力 C、前一质点的振动带动相邻后一质点 的振动，后一质点的振动必定落后于前 一质点 D、各质点也随波的传播而迁移
机械波ppt课件
材料。
机械波在各向异性介质中传播特性
02
机械波在各向异性介质中传播时，其速度、振幅和相位等参数
会受到介质各向异性的影响，表现出复杂的传播行为。
研究意义
03
了解机械波在各向异性介质中的传播特性对于地震学、声学、
材料科学等领域具有重要的理论和应用价值。
地震波在各向异性岩石中传播规律
地震波类型
体波（P波、S波）和面波（L波、R波）是地震波的主要类型，它们在各向异性岩石中的传播 速度、振幅和衰减等特性有所不同。
介质中，波动能量传递无损耗；而在实际介质中，由于阻尼、散射等作
用，波动能量会逐渐衰减。
03
机械波在各向同性介质 中传播特性
纵波和横波传播方式对比
纵波传播方式
对比总结
质点振动方向与波传播方向平行，通 过介质中相邻质点间的相互作用力传 递能量。
纵波和横波在传播方式上存在差异， 主要表现在质点振动方向和能量传递 方式上。
治疗应用
利用高强度聚焦超声（HIFU）技 术，将超声波能量聚焦在病变组织 上，使组织产生热凝固性坏死，达 到治疗目的。
工业自动化领域振动监测技术应用
设备状态监测
通过监测机械设备的振动信号，判断设备的运行状态和故障情况， 实现设备的预防性维护。
质量控制
利用振动检测技术对生产线上的产品进行质量监测和控制，提高 产品质量和生产效率。
横波传播方式
质点振动方向与波传播方向垂直，通 过介质中相邻质点间的剪切力传递能 量。
折射、反射和衍射现象分析
折射现象
当机械波从一种介质传播到另一 种介质时，由于波速的改变，波 的传播方向会发生变化，这种现 象称为折射。折射遵循斯涅尔定
律。
机械波形成和传播PPT课件
A.树叶会飘移到池边,因为水波向池边传播 B.树叶不会飘移,因为树叶所处的水不能随 波移动 C.树叶不会飘移,因为树叶的运动方向与水 波的传播方向垂直 D.树叶可能飘移到池边
2．关于横波与纵波的说法正确的是（ D ） A ．质点上下振动形成的波就是横波 B ．质点水平振动的波就是纵波 C ．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这 类波就是纵波
想 问题1：波传播时，各质点 一 起振方向和振动周期与振 想 源的振动是否相同？
结论：起振方向和振动周期都和振源相同 （质点为受迫振动） 问题2：波传播的是 运动形式 ，各质点随波 迁移吗？(试证实）
结论：不会迁移
想 一 想
问题3：波按振动方向和传播方向 可分为横波和纵波， 这两种波形 各有什么特点？
D.各质点也随波的传播而迁移
2.波在传播过程中，正确的说法是（ ） A.介质中的质点随波迁移 B.波源的振动能量随波传递 C.振动质点的频率随波的传播而减小 D.波源的能量靠振动质点的迁移随波传递
3.沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止
振动时，有（
）
A.绳上各质点同时停止振动，横波立即消失
B.绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
E ．声波是纵波，地震波既有横波又有纵波
3．关于机械波下列说法中正确的是（ABC） A ．介质中各质点都做受迫振动，频率都相同 B ．波在传播过程中，频率保持不变 C ．波是传递能量的一种方式 D ．横波和纵波不可以同时在同一介质中传播
2．关于横波与纵波的说法正确的是（ D ） A ．质点上下振动形成的波就是横波 B ．质点水平振动的波就是纵波 C ．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这 类波就是纵波
想 问题1：波传播时，各质点 一 起振方向和振动周期与振 想 源的振动是否相同？
结论：起振方向和振动周期都和振源相同 （质点为受迫振动） 问题2：波传播的是 运动形式 ，各质点随波 迁移吗？(试证实）
结论：不会迁移
想 一 想
问题3：波按振动方向和传播方向 可分为横波和纵波， 这两种波形 各有什么特点？
D.各质点也随波的传播而迁移
2.波在传播过程中，正确的说法是（ ） A.介质中的质点随波迁移 B.波源的振动能量随波传递 C.振动质点的频率随波的传播而减小 D.波源的能量靠振动质点的迁移随波传递
3.沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止
振动时，有（
）
A.绳上各质点同时停止振动，横波立即消失
B.绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
E ．声波是纵波，地震波既有横波又有纵波
3．关于机械波下列说法中正确的是（ABC） A ．介质中各质点都做受迫振动，频率都相同 B ．波在传播过程中，频率保持不变 C ．波是传递能量的一种方式 D ．横波和纵波不可以同时在同一介质中传播
高中物理机械波(概念讲解和例题分析)PPT课件
波源质点.
V=0
-
8
第八页，共二十六页。
•题5.介质中各质点起振的方向与波源的起振方
向相同。振动方向,频率和振幅也相同，只是 起振时间依次滞后。
A
B质点的速度?
XA VB 方向? B质点在平衡位置,速
波 源 (Bo)
B
ac
XD 度最大.
D 依次带动
C
A带动B;B带动C
-
9
第九页，共二十六页。
6题。波源每做一次全振动, 振动向远处传一 个相等的距离（一个波长的距离）.
-
25
第二十五页，共二十六页。
作 业： (Zuo)
课课练：P37课后练习。
-
26
第二十六页，共二十六页。
D.离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点
稍后停止振动
-
24
第二十四页，共二十六页。
5.一个小石子投向平静的湖水中，会激起一圈圈 波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶，下 列对树叶运动情况的叙述中正确的是
A.树叶渐渐飘向湖心 C
B.树叶渐渐飘向湖边
C.在原处震荡
D.沿着(Zhuo)波纹做圆周运动
的距离（一个波长的距离）.
•介质中各质点起振的方向与波源的起振方向 相同。振动方向,频率和振幅也相同，只是起 振时间依次滞后。
-
19
第十九页，共二十六页。
演示3
三、什(Shi)么是纵波？
• 介质质点振动方向与波的传播方向在同一 直线上的波叫做纵波
•纵波在传播过程中有明显的疏部和密部 ●声波是一种纵波
地震波既有横波又有纵波。
-
20
第二十页，共二十六页。
由于介质的性质不同，在液体和气体内部波只能 (Neng)以纵波的形式传播。水表面是椭圆波。 而在固体里既能以纵波的形式传播，又能以横波 的形式传播。所以地震既有纵波，又有横波。
V=0
-
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第八页，共二十六页。
•题5.介质中各质点起振的方向与波源的起振方
向相同。振动方向,频率和振幅也相同，只是 起振时间依次滞后。
A
B质点的速度?
XA VB 方向? B质点在平衡位置,速
波 源 (Bo)
B
ac
XD 度最大.
D 依次带动
C
A带动B;B带动C
-
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第九页，共二十六页。
6题。波源每做一次全振动, 振动向远处传一 个相等的距离（一个波长的距离）.
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第二十五页，共二十六页。
作 业： (Zuo)
课课练：P37课后练习。
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第二十六页，共二十六页。
D.离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点
稍后停止振动
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第二十四页，共二十六页。
5.一个小石子投向平静的湖水中，会激起一圈圈 波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶，下 列对树叶运动情况的叙述中正确的是
A.树叶渐渐飘向湖心 C
B.树叶渐渐飘向湖边
C.在原处震荡
D.沿着(Zhuo)波纹做圆周运动
的距离（一个波长的距离）.
•介质中各质点起振的方向与波源的起振方向 相同。振动方向,频率和振幅也相同，只是起 振时间依次滞后。
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第十九页，共二十六页。
演示3
三、什(Shi)么是纵波？
• 介质质点振动方向与波的传播方向在同一 直线上的波叫做纵波
•纵波在传播过程中有明显的疏部和密部 ●声波是一种纵波
地震波既有横波又有纵波。
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第二十页，共二十六页。
由于介质的性质不同，在液体和气体内部波只能 (Neng)以纵波的形式传播。水表面是椭圆波。 而在固体里既能以纵波的形式传播，又能以横波 的形式传播。所以地震既有纵波，又有横波。
《机械波复习》课件
当波动从一种介质进入另一种介质时 ，波速、波长和频率都会发生变化， 这是由于介质的不同导致的。
当波动遇到不同介质或障碍物时，会 发生反射和折射现象，导致能量分布 的变化。
高难度题解析
在此添加您的文本17字
高难度题1： 求解复杂边界条件下的波动方程。
在此添加您的文本16字
对于复杂边界条件下的波动方程，需要采用数值方法进行 求解，如有限差分法、有限元法等。
THANKS
感谢观看
机械波的特性
01
02
03
波动性
机械波具有波动性，表现 为传播过程中的振动能量 会扩散和衰减。
周期性
机械波具有周期性，即质 点振动的周期与波的周期 相同。
干涉与衍射
当两列或多列机械波相遇 时，它们会产生干涉现象 ；当机械波遇到障碍物时 ，会产生衍射现象。
02
波动方程与波动现象
波动方程的推导
波动方程的推导方法
机械波的传播
机械波在介质中传播时，介质中的质 点不随波迁移，而是以平衡位置为中 心进行振动。波的传播需要介质，且 传播速度由介质决定。
机械波的分类
按振动方向分类
可分为横波和纵波两类。横波的质点振动方向与波的传播方向垂直，而纵波的 质点振动方向与波的传播方向一致。
按频率分类
可分为次声波、声波和超声波三类。次声波频率低于20Hz，声波频率在20Hz 到20kHz之间，而超声波频率高于20kHz。
式，如振动能发电。
04
机械波的干涉与衍射
机械波的干涉现象
干涉现象定义
两列或多列机械波在空间相遇时，会因叠加而产 生稳定的强弱分布现象。
干涉条件
频率相同、振动方向相同、相位差恒定。
干涉图样
机械波复习PPT教学课件
2、质点振动方向和波的传播方向的 判定
• 【例】如图所示，a、b是一列横波上的两个
质点，它们在X轴上的距离s=30m，波沿x轴
正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过 平衡位置，经过3s，波传播了30m，并且a 经过平衡位置，b恰好到达最高点，那么．
• A．这列波的速度一定是10 m／s B．这 列波的周期可能是0．8s
多普勒效应
• 【例】一机车汽笛频率为650Hz，机车以 v=15m/s的速度观察者驶来，设空气中的声 速是V=340m/s，观察者听到的声音频率为 多少？
• 解答：机车静止时，汽笛声的波长为λ，由 于机车（波源）向观察者运动，波长应减 小vT，则单位时间内通过观察者的波数变 为即观察者听到的声音频率变大了，音调 变高了。
4.波长、波速和频率及关系
①波长：两个相邻的且在振动过程中对平 衡位置的位移总是相等的质点平衡位置间的 距离叫波长.
振动在一个周期里在介质中传播的距离 等于一个波长。对于横波，相邻的两个波峰 或相邻的两个波谷之间的距离等于一个波长. 对于纵波，相邻的两个密部或相邻的两个疏 部之间的距离等于一个波长。
的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷). (2)纵波：质点振动方向与波的传播方向在同
一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.
3.机械波的特征
①机械波传播的是振动形式和能量。质 点只在各自的平衡位置附近振动，并不随 波迁移.
②介质中各质点的振动周期和频率都与 波源的振动周期和频率相同.
③由波源向远处的各质点都依次重复波 源的振动.
７、声波： （1）、声波是纵波，
（2）、可闻波的频率范围是： 20Hz-20000Hz （3）、次声波：频率小于20Hz的声波；
超声波：频率大于20000Hz的声波。 （4）、应用：
选修34第二讲机械波课件
选修34 第二讲 机械波
解析：由A、B两质点的的振动图象及传播可画出t＝0时刻的
波动图象如图所示，由此可得λ＝ m，A正确；由振动图
象得周期T＝4 s，故
B错误；由
振动图象知3 s末A质点位移为－2 cm，B质点位移为0，故C错
误；由振动图象知1 s末A质点处于波峰，振动速度为零，B质
点处于平衡位置，振动速度最大，故D错误．
图12－2－1
选修34 第二讲 机械波
⑤若知道波的传播方向，可知该时刻各质点的运动方向．如 图12－2－1所示，设波向右传播，则此时A、D质点沿y轴负方 向运动，B、C质点沿y轴正方向运动． ⑥若知道某时刻某质点的运动方向，可判断波的传播方 向．如图12－2－1所示，若D点向上运动，则该波向左传播．
所以波速v＝ ＝4 m/s.
(4)Δx＝vΔt＝14 m＝3×4＋ λ， 所以只需将波形向x轴负方向平移λ
图12－2－5 ＝2 m即可，如图
12－2－5所示．
选修34 第二讲 机械波
(5)求路程，因为n＝ 所以路程s＝4nA＝4×0.2×3.5 m＝2.8 m. P点经3.5个周期后仍在平衡位置处，所以位移为零． [答案] 见解析
选修34 第二讲 机械波
2.某同学用一根弹性绳进行机械波的实验．用手握住绳 的一端做周期为1 s的简谐运动，在绳上形成一列简谐 波．以弹性绳为x轴，手握住的一端为坐标原点O，且 从波传到x＝1 m处的M点开始计时，如图12－2－6所 示，求：
选修34 第二讲 机械波
图12－2－6 (1)当时间t为多少时，平衡位置在x＝4.5 m处的N质点恰好第 一次从平衡位置向y轴正方向运动？ (2)画出上问中t时刻弹性绳上的波形图．
2．机械波传播过程中，在固体和液体中的传播速度比在空气 中的传播速度大．
解析：由A、B两质点的的振动图象及传播可画出t＝0时刻的
波动图象如图所示，由此可得λ＝ m，A正确；由振动图
象得周期T＝4 s，故
B错误；由
振动图象知3 s末A质点位移为－2 cm，B质点位移为0，故C错
误；由振动图象知1 s末A质点处于波峰，振动速度为零，B质
点处于平衡位置，振动速度最大，故D错误．
图12－2－1
选修34 第二讲 机械波
⑤若知道波的传播方向，可知该时刻各质点的运动方向．如 图12－2－1所示，设波向右传播，则此时A、D质点沿y轴负方 向运动，B、C质点沿y轴正方向运动． ⑥若知道某时刻某质点的运动方向，可判断波的传播方 向．如图12－2－1所示，若D点向上运动，则该波向左传播．
所以波速v＝ ＝4 m/s.
(4)Δx＝vΔt＝14 m＝3×4＋ λ， 所以只需将波形向x轴负方向平移λ
图12－2－5 ＝2 m即可，如图
12－2－5所示．
选修34 第二讲 机械波
(5)求路程，因为n＝ 所以路程s＝4nA＝4×0.2×3.5 m＝2.8 m. P点经3.5个周期后仍在平衡位置处，所以位移为零． [答案] 见解析
选修34 第二讲 机械波
2.某同学用一根弹性绳进行机械波的实验．用手握住绳 的一端做周期为1 s的简谐运动，在绳上形成一列简谐 波．以弹性绳为x轴，手握住的一端为坐标原点O，且 从波传到x＝1 m处的M点开始计时，如图12－2－6所 示，求：
选修34 第二讲 机械波
图12－2－6 (1)当时间t为多少时，平衡位置在x＝4.5 m处的N质点恰好第 一次从平衡位置向y轴正方向运动？ (2)画出上问中t时刻弹性绳上的波形图．
2．机械波传播过程中，在固体和液体中的传播速度比在空气 中的传播速度大．
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A
D
B
C
（1）A点的速度大于零；
（2）B点静止不动；
（3）C点向下运动；
（4）D点的振动速度小于零。
结束选择
请在放映状态小下议点击链你接认为4是对的答案
以波速 u 沿 x 轴逆向传播的简谐波 t 时刻的波形如下图
A
D
B
C
（1）A点的速度大于零；
（2）B点静止不动；
（3）C点向下运动；
（4）D点的振动速度小于零。
D
B
C
（1）A点的速度大于零；
（2）B点静止不动；
（3）C点向下运动；
（4）D点的振动速度小于零。
结束选择
请在放映状态小下议点击链你接认为1是对的答案
以波速 u 沿 x 轴逆向传播的简谐波 t 时刻的波形如下图
A
D
B
C
（1）A点的速度大于零；
（2）B点静止不动；
（3）C点向下运动；
（4）D点的振动速度小于零。
第二节
平面简谐波
正向波
波函数
三种表达式
例
负向波
例
一般形式
例
正向波 负向波
例
正向波 负向波
例
物理意义
若给定某点 P 的
，波函数变为 P 点处质点的
P点的
距原点为 处质点振动的初相
若给定
，波动方程表示所给定的 时刻波线上各振动质
点相对各自平衡点的位置分布，即该时刻的
t1 时刻的
抖动一下，产生一个脉冲横波
质点振动方向 波的传播方向
软绳
质点振动方向
波的传播方向
连续抖动，产生连续横波
软绳
横波
横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波. （仅在固体中传播 ）
特征：具有交替出现的波峰和波谷.
纵波
质点的振动方向与波的传播方向平行
质点振动方向
软弹簧
波的传播方向
抽送一下，产生一个脉冲纵波
。
设 一平面简谐波
在 处取体积元 体积元的质量
设媒质密度
振动速度
动能
势能 总量能
可见，波动过程是媒质中各体积元不断地从与其相邻的上一个体积元 接收能量，并传递给与其相邻的下一个体积元的能量传播过程过程。
能量密度
借助图线理解 和
续上
简谐平面波 在密度为 的均匀媒质中传播
某点 处的振动方程
该处的 能量密度 (随时间变化)
结束选择
例
例
例
例
例
第三节
the energy of wave
行波的能量
现象： 若将一软绳（弹性媒质）划分为多个小单元（体积元）
在波动中，各体积元产生不同程度的 弹性形变，
上
下
形变最小
振速 最小
具有 弹性势能
时刻波形
未起振的体积元
形变最大 抖
动
振速 最大
各体积元以变化的振动速率 上下振动，具有振动动能
周期的倒数。
, 取决于波源振动频率。
单位时间内振动状态（振动相位）的传播速度， 又称相速。机械波速取决于弹性媒质的物理性质。
或
几何描述
波面 波前
振动相位相同的点连成的面。 最前面的波面。
波前 波面 波线
平面波（波面为平面的波） 球面波（波面为球面的波）
波线（波射线） 波的传播方向。在各向同性媒质中， 波线恒与波面垂直。
机械波
本次课小结
第七章
本章内容
第一节
机械波的产生
振动的传播过程称为波动。
产生机械波的必要条件：
波源带动弹性媒质中与其相邻的质点产生振动，振动相 继传播到后面各相邻质点，其振动时间和相位依次落后。
波动现象是媒质中各质点运动状态的集体表现，各质点 仍在其各自平衡位置附近作振动。
横波
质点的振动方向与波的传播方向垂直
P点的
某正向余弦波
例 时的波形图如下
则此时 点的运动方向
，振动相位
。
正向波，沿 轴正向微移原波形图判断出 点此时向下运动。并判
断出原点处质点从 y = A向平衡点运动，即初相
。
由图可知
代入得
即
请在放映状态随下点堂击小你认议为是对的答案
以波速 u 沿 x 轴逆向传播的简谐波 t 时刻的波形如下图
A
质点振动方向
软弹簧
连续抽送，产生连续纵波
波的传播方向
纵波
纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波. （可在固体、液体和气体中传播）
特征：具有交替出现的密部和疏部.
机械波传播特征
波长周期波速
波传播方向
波速
波长 周期 频率 波速
振动状态完全相同的相邻两质点之间的距离。
波形移过一个波长所需的时间。
该处的 平均能量密度
（时间平均值）
例
例
能流密度
单位：( W·m – 2 )
第五节
Huygens principle
惠更斯原理
媒质中波动传到的各点，都可以看作能够发射 子波的新波源，在这以后的任意时刻，这些子波 的包络面就是该时刻的波面。
波的衍射
波在向前传播的过程中遇到障碍物(或障碍物中的缝隙)时,波线发生弯曲 并绕过障碍物(或障碍物中的缝隙)的现象称为波的衍射(或绕射) 。 衍射现象可用惠更斯原理的子波包络面概念定性解释。 衍射现象是否显著取决于波长与障碍物(或障碍物中的缝隙)的线度之比。 衍射现象是波动传播过程中的特征之一。
照片
本次课小结
完
又一次课
本次课小结
第六节
wave interference
波叠加原理
过程分解
过程分解
一、波的叠加原理
在相遇区域内任一点的振动，为各列波单独存在
时在该点所引起的振动位移的矢量和.
几列波相遇之后， 仍然保持它们各自原有的特征
（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来 的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样.
结束选择
请在放映状态小下议点击链你接认为2是对的答案
以波速 u 沿 x 轴逆向传播的简谐波 t 时刻的波形如下图
A
D
B
C
（1）A点的速度大于零；
（2）B点静止不动；
（3）C点向下运动；
（4）D点的振动速度小于零。
结束选择
请在放映状态小下议点击链你接认为3是对的答案
以波速 u 沿 x 轴逆向传播的简谐波 t 时刻的波形如下图
二、波的干涉
频率相同、 振动方向平行、 相位相同或相位 差恒定的两列波 相遇时，使某些 地方振动始终加 强，而使另一些 地方振动始终减 弱的现象，称为 波的干涉现象.
相干波
波的干涉是在特定条件下波叠加所产生的现象。 振动 频率相同
若有两个波源 振动 方向相同 振动 相位差恒定
它们发出的波列在媒质中相遇叠加时，叠加区域中各质元所参与 的两个振动具有各自的恒定相位差；某些质元的振动始终加强，某些 质元的振动始终减弱或完全相消。这种现象称为波的干涉。
物理意义
若给定某点 P 的
，波函数变为 P 点处质点的
P点的
距原点为 处质点振动的初相
若给定
，波动方程表示所给定的 时刻波线上各振动质
点相对各自平衡点的位置分布，即该时刻的
t1 时刻的
当 与 都在变化，波函数表示为行波（波形在行进）：
例
本次课小结
完
又一次课
本次课小结
P点的
t1 时刻的
物理意义