16-1机械波的产生

媒质的拉伸变形
f
f
l Δl
σ= f S 应力 Δl l 应变
根据虎克定律，应力与应变成正比，即：
f S
=
Y
Δl l
Y 杨氏弹性模量
弹性模量 Y 对于给定的媒质是一常量
媒质的剪切变形
f S 切向应力
f
q
q 应变
应力与应变成正比，即：
f S
=Gq
G 切变弹性模量
f S
弹性模量 G 对于给定的媒质是一常量
第十六章
机械波 与 电磁波
波动是振动的传播过程。 机械波：机械振动在媒质中的传播过程。
电磁波：变化的电场和变化的磁场在空间 的传播过程。
§16-1 机械波的产生与传播
一、产生机械波的条件 1. 波源 ， 2. 媒质 二、机械波的分类 横波：质点的振动方向和波的传播方向垂直
纵波：质点的振动方向和波的传播方向平行
横波的波动过程
波的传播方向
y
振
动
方
x
向
横波的波动过程
波的传播方向
y
振
动
方
x
向
纵波的波动过程
波的传播方向 质点振动方向
疏密 疏 密 疏
三、波阵面 波线 波阵面(波面)：由振动相位相同的点所组 成的面。 波前：最前面的波前
波线(波射线)：波的传播方向
平面波：波阵面为一平面 球面波：波阵面为一球面
平面波的波面与波线
波线 波面
在各向同性媒质中波线和波面垂直
球面波的波面与波线
波线 波面
在各向同性媒质中波线和波面垂直
媒质的体积变形
p
=
f S
p
应力（胁强）
ΔV = V´ V 体积增量Fra Baidu bibliotek
ΔV V´
ΔV V
应变（胁变） p
V
根据实验，应变与应力成正比，即：
p=
B
ΔV V
B
体变模量
容变模量 B 对于给定的媒质是一常量
波的传播速度 流体（气体、液体）
u = ρB
ρ 媒质的密度
对于理想气体
u
=
γp ρ
=
γρRT
γ 比热容比
固体
纵波 u = ρY
横波 u = ρG
波长和频率 波长——在同一条波线上，周相差为2π
的两质点间的距离。 周期——传播一个波长距离所用的时间。
频率——在单位时间内通过观察点的完整波 数目。
频率和周期只决定于波源，和媒质无关。
周期、频率、波长、波速之间的关系
u = ln
l
l
n 个l
u
=
l
T
n
=
1 T
l
u = ln