横波和纵波横波质点的振动方向和波的传播方向垂直
机械波简述
题型二 波速、波长和频率的关系 [例2] 简谐机械波在给定的媒质中传播时，下列 说法中正确的是 ( ) A．振幅越大，则波传播的速度越快 B．振幅越大，则波传播的速度越慢 C．在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个 波长 D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所 用的时间越短．
[解析] 波在介质中传播的快慢程度称为波速，波 速的大小由介质本身的性质决定，与振幅无关，所 以A、B两选项错．由于振动质元做简谐运动，在 一个周期内，振动质元走过的路程等于振幅的4倍， 所以C选项错误；根据经过一个周期T，振动在介 质中传播的距离等于一个波长λ，所以振动的频率 越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短， 即D选项正确． [答案] D
题后反思：一个周期中振动在介质中传播的距离等 于一个波长． 波的周期或频率又等于波源的周期或频率．它们完 全是由波源决定的，与介质无关．波速是由介质的 性质决定的，与波的振幅、波长、周期、频率均无 关．在同一种均匀介质中(温度恒定情况下)波速是 一个定值．
男女声二重唱中，女高音和男中音声波的频率、波 长、波速分别为f1，λ1，v1和f2，λ2，v2，它们之间 的关系是 ( ) A．f1>f2，λ1>λ2，v1>v2 B．f1>f2，λ1>λ2，v1<v2 C．f1>f2，λ1<λ2，v1就是判断波传播的 路程与波长的关系，本题中的可能最小路程是波长 的1/3，这与平时所见的模型不同，容易出错．对 于判断波的传播方向除了根据路程与波长的关系， 还可以根据时间与周期的关系进行判断．
图4为一横波在某时刻的波形图．已知F质点此时的 运动方向如图所示，则 ( )
2．波的频率由波源的振动频率决定 波的频率是介质中各质点的振动频率，质点的振动 是一种受迫振动，驱动力来源于波源，所以波的频 率由波源决定，是波源的频率，当波由一种介质传 播到另一种介质时，波速和波长发生变化，周期和 频率不变．由λ＝vT可知，波长由波源和介质决 定．
声音的基本性质(客观属性)
2，声音的客观属性
1) ，声源：产生声音的振动物体和系统 （１）分类： 乐音声源、语音声源、自然声声源、机 械声声源等 （２）声源的组成： 任何声源由激励源、振动源、共鸣源三部分组成 声源组成
声波的基本性质 客观属性
1，什么是声音；
声音是客观物体振动，通过介质传播，作用人耳, 产生的主观感觉。它不但是一种客观存在的物理 量，而且也是人的主观感觉。我们应当从客观和 主观两个方面去理解和掌握声音。
声音产生的过程
横波和纵波
横波：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波， 叫做横波． 波形特点：凹凸相间．
（３）声源的特征（声音的三要素）
客观特征 ：振幅 、频率 、谐波
主观特征： 音量 、音调 、 音色 A, 音源的振幅—音量，（由声压级、电平级决定） 1.几种音源的动态范围
2，调整音量的设备 放大器 、 衰减器 、 压限器 、 噪声门 工作特性
B,音源的频率-音调 （由振动速度决定）
1，几种音源的频率范围
2，调整音调的设备，变调器
、移频器 、声反馈抑制器
声音的指向性与覆盖面积：
高频 声音指向性很强 覆盖角度窄小、 射程远、穿透力强 中频 有一定指向性 覆盖面积比较容 易控制 低频 指向性不明显 向四面辐射、声 功能损失大、传播距离近
Ｃ，声源的频谱—音色（由谐波分配比例决定）
1，频谱的比较
2，处理频谱（音色）的设备与特性
低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器 、均衡器、激励器 工作
高中物理之波的形成和传播知识点
高中物理之波的形成和传播知识点机械波波，通常指有规律传播着的振动。
机械振动的传播形成机械波，电磁振动的传播形成电磁波。
机械振动在介质中的传播形成机械波。
机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下（左右）的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进。
1机械波产生的条件（1）波源（2）介质2机械波的分类横波质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波。
横波有凸部（波峰）和凹部（波谷）。
——————————————→X轴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。
——————————————→X轴注意：气体、液体、固体都能传播纵波，但气体、液体不能传播横波。
3机械波的特点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离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。
4波动图像表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移。
当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线。
由波的图像可获取的信息①从图像可以直接读出振幅（注意单位）②从图像可以直接读出波长（注意单位）③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向）④在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置）波动图像与振动图像的比较习题演练1. （2018全国3，34（1），5分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示.己知该波的周期T>0.20 s.下列说法正确的是（）A．波速为0.40 m/sB．波长为0.08 mC．x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D．x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m习题解析1. ACE根据波形图可知，波长λ=16 cm=0.16 m，选项B错误；根据t=0时刻和t=0.20 s时刻的波形图和该波的周期T>0.20 s可知，该波的周期T=0.40 s，波速v=λ/T=0.40 m/s，选项A正确；简谐波沿x轴正方向传播，x=0.08 m的质点在t=0时刻沿y 轴正方向振动，在t=0.70 s时位于波谷，在t=0.12 s时位于y ＞0的某位置(不是位于波谷)，选项C正确,D错误；若此波传入另一介质中，周期T不变，其波速变为v′=0.80 m/s，由λ′=v′T可得它在该介质中的波长为λ′=0.80×0.4m=0.32 m，选项E正确。
地震勘探原理名词解释
波的吸收：地震波在地下传播过程中会受到大地滤波作用，即吸收作用，并发生能量衰减频散现象：波速随频率或波长而变化，这种现象叫频散球面扩散：地震球面波在介质中传播时，其振幅随传播距离的增大成反比衰减现象称为球面扩散波阻抗：地层密度与波在该层传播速度的乘积规则干扰：有一定主频和一定视速度的干扰波视速度：不是沿着波的传播方向而是沿着别的方向来确定的波速为视速度动校正：在水平界面情况下，从观测到的反射波旅行时中减去正常时差，得到的相当于X/2处的t0时间，这一过程叫做正常时差校正或动校正。
均方根速度：把水平层状介质情况下的反射波视距曲线近似地看成双曲线，求出的速度就是这一水平层状介质的均方根速度振动图：记录介质中某点不同时刻振动情况的图件观测系统：地震波的激发点与接收点的相互位置关系转换波：当一入射波入射到反射界面时,会产生与其类型相同的反射波或透射波,也会产生与其类型不同的称为转换波.低速带：在地表附近一定深度的范围内，地震波的传播速度往往要比其下面地层的波速低得多，该深度范围的地层称为低速带费马原理：波在各种介质中的传播路径满足所用时间为最短的条件。
直达波：在均匀地层中，由震源直接传播到观测点的地震波称为直达波。
倾角时差：当界面倾斜时，炮检距相同，但相邻反射点传播时间不同而产生的角度差由激发点两侧对称位置观测到的来自同一界面的反射波的时差。
这一时差是由于界面存在倾角引起的。
纵测线：激发点和观测点在同一条直线上的测线平均速度：地震波垂直穿过该界面以上各层的总厚度和总时间之比。
波剖面：把某一时刻各点震动的位移画在同一个图上所形成的的图件水平叠加：将不同接收点收到的来自地下同一反射点的不同激发点的信号,经动校正后叠加起来,这种方法可以提高信噪比,改善地震记录的质量,特别是压制一种规则干扰波效果最好有效波：那些可用解决地质问题的波非纵测线：激发点和接收点不在一条直线上的测线水平分辨率：指沿水平方向能分辨多大的地质体,其值为根号下0.5λh.地震构造图：以等直线（等深度线或等时间线）以及一些符号（断层超覆，尖灭），表示某一地震反射层面在地下的起伏形状，从而就表明了其对应的地质界面的构造形态。
横波和纵波横波质元的振动方向与波动的传播方向垂直纵波
波峰处有
co3 18
2 x 2k
3 18
得 x (12 36k) k 0,1,2
----各波峰的位置坐标
[例3]下图为一平面余弦横波 t=0时的波 形，此波形以u=0.08米/秒的速度沿x轴 正向传播。求： a,b两点的振动方向；
波射线(波线)：波的传播方向
在各向同性媒介中，波线与波面 垂直
波阵面 波射线
波阵面 波射线
球面波
平面波
四.弹性体的变形规律
弹性：外力去除后，物体的变
形随之消失的性质
f
基本变形：
f
拉伸、压缩、剪切 f V f
1.弹性体的体积变形 f V0 f 立方体受正压力f 作用 体变
胁强(应力) p f
f
----波源和媒质中各质元 作同频率的谐振动
波动方程：描述波动沿波线传 播的解析表达式
一.平面简谐波的波动方程
设波源在原点O作谐振动
y0(t) Acos t y
u
P
Ox
x
原点的振动状态传输到
x 处的 P点需时间 x / u
P点在t 时刻的位 y u
移和原点在(t x / u)
P
时刻的位移相同,即 O x
S
fV f
胁变(应变) V V V0 V0 f
V0
V0
体变
定义 B p V /V0
----体变弹性模量
2.弹性体的拉伸和压缩变形
设柱体受拉力作用
l
胁强 f
S
f
胁变 l
l
定义 Y
l / l
S
f
l l
长变
----杨氏模量
3.弹性体的剪切形变
2021学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册习题教学课件：3.1波的形成
2.(多选)如图所示为沿水平方向 的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中 O 为波源， 设波源的振动周期为 T，从波源通过平衡位置竖直向下振动时开 始计时，经过T4，质点 1 开始振动，则下列关于各质点的振动和 介质中的波的说法中正确的是( ACD)
A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，图中质点 9 起振最晚
第三章 机械波
3．1 波的形成
(限时：40分钟)
一、波的形成 1．波：振动的传播称为波动，简称波． 2．波的形成：介质中各质点之间存在着相互作用力，作为 波源的质点由于外界干扰开始振动会带动周围质点振动，并依次 带动邻近质点振动，于是振动就在介质中由近及远地传播． 二、横波和纵波 1．横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波． 波峰：凸起的最高处． 波谷：凹下的最低处．
解析 据波的传播特点知，波传播过程中各质点的振动总是 重复波源的振动，所以起振方向相同，都是竖直向下，但从时间 上来说，起振依次落后T4的时间，所以 A、C 两项正确，B 项错 误；由题意知，质点 9 比质点 1 应晚起振两个周期，所以当所有 质点都振动后，质点 1 与质点 9 步调完全一致，所以 D 项正确．
5．下列关于波的现象的说法中正确的是( A ) A．只要有机械波产生，一定可以找到产生机械波的波源 B．把小石头扔到平静的湖水里，水面上便会激起水波，水 波将促使水面上的漂浮物向远方运动 C．某空间找不到机械波，则在这一空间一定没有波源 D．横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此，横波和纵 波不可能沿同一方向传播
8.(多选)一列简谐横波在 x 轴上传播，某 时刻的波形图如图所示，a、b、c 为三个质 点，a 正向上运动，由此可知( AC )
A．该波沿 x 轴正方向传播 B．c 正向上运动 C．该时刻以后，b 比 c 先到达平衡位置 D．该时刻以后，b 比 c 先到达最大位移处
超声成像设备习题
超声成像设备习题第十三章超声成像设备一、名词解释1．横波：波在介质中传播时，介质质点振动方向和波的传播方向互相垂直的称为横波。
2．纵波：波在介质中传播时，介质质点振动方向与波的传播方向一致的称为纵波。
3．波长：声波在介质中传播时，两个相邻同相位点之间的距离。
4．波的周期：波先前移动一个波长所用的时间。
5．频率：介质中任何一给定点在单位时间内所通过的波数称为声波的频率，用f表示。
6．声速：声波在介质中单位时间内传播的距离，称为速度。
7．超声声压：超声波在介质中传播时，产生了一个周期性变化的压力。
我们把单位面积上介质受到压力称为声压。
8．超声声强：在单位时间内，通过垂直与传播方向上单位面积的超声能量称为超声强度。
9．超声仪横向分辨力：它表示区分处于声束轴垂直的平面上的两个物体的能力。
10．超声仪纵向分辨力：表示在声束轴线方向上对相邻两回声点的分辨力。
11．作用距离：指仪器发射的超声波束可以穿透并能显示出回声图像的被测介质深度。
12．帧频：指成像系统每秒钟内可成像的帧数，或称帧率。
13．正压电效应：正压电效应、由机械能转换成电能的物理过程。
14．行相关处理：是对相邻扫描行的对应像素进行相关处理，可以起到平滑噪声的作用。
15．帧相关处理：是指图像帧与帧之间对应像素灰度的平滑处理。
16．多普勒效应：当声源与反射界面或散射体之间存在相对运动时，接收到的声波信号频率和超声源频率存在差别，频差的幅值与相对运动速度成正比，这种现象称为多普勒效应。
二、选择题1．超声波是一种（）A．电磁波B．机械波C．合成波D．电波E．低频波2．超声波在（）中传播速度最快A．空气B．水C．血液D．头颅骨E．软组织3．通常B超仪器的工作频率在（）之间A．0.4～15kHzB．15～100kMzC．0.5～15MHzD．15～100MHzE．20～100MHz4．实时成像系统要求图像的帧频在每秒（）A．10帧以下B．15帧C．20帧D．24帧以上E．18帧5．DSC是一种完整的（）系统A．数字图像处理B．数字减影C．数字断层D．数字某线E．数字胃肠6．图像的冻结功能是在（）电路中实现的A．TGCB．DFC．DSCD．延迟器E．DAS7．采用多振元组合发射的优点是便于实施对波束的（A．光学聚焦B．声学聚焦C．电子聚焦D．组合聚焦E．解焦8．一般人们把声音频率超过（）的声波称为超声波A．10kHzB．20kHzC．10MHzD．20MHzE．20Hz9．超声回波接收电路中，延迟线的作用是（）A．相位调整B．对数放大C．增益控制D．增强对比度E．动态滤波10．可变孔径电路的作用是（）A．相位调整B．对数放大）和多点动态聚焦C．提高分辨力D．提高波速E．聚焦11．超声探头的基本结构不包括（）A．显示器B．换能器C．壳体D．吸收层E．声透镜12．列那种物体有可能存在压电效应（）A．石英B．铁C．铜D．钛E．铝13．每秒钟通过垂直于声波传播方向的1平方厘米面积的能量称为（A．声压B．声强C．声速D．声阻抗率E．声压级14．动态滤波电路又称为（）电路A．TGCB．DFC．DSCD．DSAE．CR 15．波束控制电路中，延迟线的作用是控制波束的（）A．幅度B．宽度C．聚焦(电子聚焦：)D．速度E．方向16．A型超声诊断仪的显示是采用（）A．数字调制B．速度调制C．辉度调制D．幅度调制E．伪色彩17．B型超声诊断仪的显示是采用（）A．数字调制B．速度调制C．辉度调制D．幅度调制）E．一维调制18．实现对发射聚焦电路输出延迟脉冲的再分配是由（）电路完成的A．延迟B．二极管控制C．多路转换开关D．脉冲控制E．脉冲产生电路19．人的听觉可以听到的声波的频率范围（）A．1Hz～10HB．20Hz～20kHzC．20kHz～30kHzD．小于20HzE．1MHz～10MHz20．超声探头中属于体内应用的探头（）A．机械探头B．电子探头C．穿刺探头D．胃镜探头E．水路耦合探头21．超声探头发射超声是利用压电阵子的（）A．正压电效应B．负压电效应C．机械效应D．温热效应E．化学效应22．下列属于电磁波的是（）A．某线B．声波C．水波D．地震波E．超声波23．声波在介质中单位时间内传播的距离，称为（）A．声速B．波长C．周期D．声压E．声强24．EUB240超声成像设备由（）个激励脉冲产生电路单元构成A．10B．8C．12D．16E．1125．超声探头采用声学聚焦时，在（）时用采用凸型声透镜聚焦A．C1=1B．C2=1C．C1/C2＞1D．C1/C2＜1E．都不对26．声场中某一位置上声压与该处质点振动速度之比称为（）A．声压级B．声阻抗率C．声强级D．声强E．声速27．下列不属于超声的生物效应的是（）A．机械效应B．温热效应C．空化效应D．压电效应E．化学效应28．EUB240超声成像设备由（）个接收放大电路单元构成A．10B．8C．12D．16E．1129．采用两片压电晶体分别做发射和接收探头的是（）A．单探头B．机械探头C．电子探头D．常见多普勒探头E．相控阵探头30．在多普勒式探头中梅花式探头的工作方式（）A．中心一片是发射晶片周围六片为接收晶片B．中心一片是接收晶片周围六片为发射晶片C．中心一片是发射接收晶片周围六片为发射接收晶片D．中心一片是发射接收晶片周围六片为接收晶片E．都是发射晶片31．下列不属于超声波特点的是（）A．频率高B．波长短C．象光一样传播D．不能向某一方向发射E．很好的指向性32．在超声的生物效应中，当施加足够超声功率时，会将组织材料烧伤是由（A．机械效应B．温热效应）引起的C．空化效应D．化学效应E．振子效应33．超声波在人体内传播时当两个组织之间声阻抗相差很小时声波大部分被（）A．反射B．透射C．散射D．绕射E．辐射34．超声的生物效应中由于高强度超声引起的振动效应，有可能超过组织材料的弹性极限，使之破裂，造成损伤的效应是（）A．机械效应B．温热效应C．空化效应D．化学效应E．阵子效应35．超声波在人体内传播，障碍物的界面尺寸D与入射超声波波长λ满足（）发生散射A．D＞λB．D=λC．D＜λD．D=2/3λE．与D无关36．在超声探头中产生超声的部分是（）A．匹配层B．压电振子C．背衬块D．声透镜E．开关二级管三、填空1．超声的吸收衰减主要有两种情况粘滞吸收、弛豫吸收2．传播方向与质点振动方向垂直的超声波称为横波3．传播方向与质点振动方向相同超声波称为纵波4．超声图象的直方图处理是在图象冻结状态下进行的5．超声图象数字处理常用的直接处理方法称为空间域处理法6．为加强所获图象轮廓，要对图象进行勾边处理7．超声图象数字处理常用的间接处理方法称为频率域处理法8．超声设备中按发射超声的类型可将超声波分为、连续波、脉冲波9．B型超声成像设备回波的合成方法包括直接合成法、两步合成法10．自然界中有各种各样的波根据其性质可分为两类，某线属于电磁波；声波属于机械波11．超声设备中按发射超声的波振面不同可将超声波分为平面波、球面波、柱面波12．按声速和声阻抗不同人体组织可分为气体和充气的肺、液体和软组织、骨骼和矿物化后的组织四、简答题1．超声对物质的作用有几种答：①机械作用②热作用③理化作用④空化作用2．A型超声诊断仪的基本结构？答：主振器、发射器、探头、接收放大器、时间增益补偿、显示器、时基发生器、时标发生器和电源等部分组成。
高三物理机械振动和机械波知识点总结
3. 描述简谐运动的物理量（1）位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅。
（2）振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱。
（3）周期T和频率f：表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即T=1/f。
4. 简谐运动的图像（1）意义：表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹。
（2）特点：简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线。
（3）应用：可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。
二、弹簧振子定义：周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系。
如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中；是水平放置、倾斜放置还是竖直放置；振幅是大还是小，它的周期就都是T。
三、单摆1. 定义：摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点。
单摆是一种理想化模型。
2. 单摆的振动可看作简谐运动的条件是：最大摆角α<5°。
3. 单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力。
4. 作简谐运动的单摆的周期公式为：T=2π（1）在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关。
（2）单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g有关.（3）摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L 应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度（一般情况下，等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值）。
四、受迫振动1. 受迫振动：振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。
2. 受迫振动的特点：受迫振动稳定时，系统振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关。
3. 共振：当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，振动物体的振幅最大，这种现象叫做共振。
12、机械波
① 各个质点均在自己的平衡位置附近做受迫 振动，介质中各质点不随波发生迁移; ② 在波的传播方向上各质点依次开始振动， 后一质点落后、重复前一质点的振动; ③各质点起振方向都与振源起振方向相同; ④在同种均匀介质中，质点的振动是变速的， 波的传播是匀速的; ⑤波向外传播的是振动的形式和能量、信息， 相邻的各质点相互做功。
5、波传播的周期性、双向性 图示实线是一列正弦波在某一时刻的波形 曲线。经△t后，其波形如图中的虚线所示。
1 1 t ( n )T x ( n ) 左传： 4 v x 4 3 3 t T 右传： t ( n )T x ( n ) 4 4 若 t T ， 则波传播在一个周期内，上式去掉n
4、波长、周期(频率)和波速的关系 (1)波速由介质决定，与频率 v 或v f (周期) 、质点振幅无关。 T (2)波的频率(周期)由波源决定，与波速、波 长无关。波在传播过程中、从一种介质进入 另一种介质时频率(周期)不变。 (3)波长则取决于v 和T。 波从一种介质进入另一种介质，波速发生 变化，频率(周期)不变，波长发生变化； 波在同一介质中传播，当频率(周期)发生 变化，波长也发生变化。
6、波传播时间 由M点振动方向判断起振方向
x ()T t t传 t振 v x ' 图示必须是波此刻传到的位置 t v 判断这段时间内某质点走过的路程
四、波的衍射
1、定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做 波的衍射。 2、发生明显衍射现象的条件：缝、孔的宽度或障 碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小
3、衍射是波特有现象，一切波都会产生衍射现象。 衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异， 当不明显时，我们不易观察到。 4、一般情况下波长较大的波容易产生明显衍射。 当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出， 但由于能量减弱，衍射现象也不容易观察到。 5、声波易发生明显衍射，光波不易发生明显衍射
波的形成(解析版)
第1节波的形成一、波的形成和传播1．沿绳传播的一列横波，当波源突然停止振动时（设绳无限长，且波传播过程无能量损失）（）A．绳上各质点同时停止振动，波同时消失B．离波源较近的质点先停止振动，直到所有质点全部停止振动C．离波源较远的质点先停止振动，直到所有质点全部停止振动D．以上说法都不对【答案】D【详解】当波源振动后，通过介质将波源的振动形式传递出去的同时，将能量也传递出去了．当波源停止振动后，传出去的能量不会消失，当没有能量损失时，这种波的形式和能量继续存在并且将继续传递下去。
故选D。
2．如图所示是一条软绳，绳上选有18个质点，质点1在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成及图示可知，下列说法中错误的是（）A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动B．每个质点开始运动后，在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动C．绳子上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同D．绳子上波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均做等幅振动，但每个质点机械能并不守恒【答案】B【详解】A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点都做受迫振动，故A正确，不符合题意；B．每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向上不随波迁移，故B错误，符合题意；C．绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源的振动同期，故C正确，不符合题意；D．波的传播过程也是能量的传播过程，虽然每个质点均做等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒，故D 正确，不符合题意。
故选B。
二、横波和纵波3．下列关于横波、纵波的说法中，正确的是（）A．横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直B．横波中，质点的振动方向也可能与波的传播方向平行C．纵波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动D．横波中振动质点不随波迁移，纵波中振动质点随波迁移【答案】A【详解】ABC．横波的传播方向与质点的振动方向垂直，纵波的传播方向与质点的振动方向在一条直线上，A正确，BC错误；D．横波和纵波中振动质点都不随波迁移，D错误。
横波和纵波的定义物理学
横波和纵波的定义物理学1.引言1.1 概述概述：横波和纵波是物理学中涉及到的两种重要的波动形式。
波动是一种能量的传递方式，通过震荡的方式传递能量。
在自然界中，我们可以观察到许多波动现象，比如水波、声波、光波等等。
横波和纵波是其中最基本的两种类型。
横波是指在传播路径上，波动的方向垂直于波动的传播方向。
简单来说，就是波动的起伏方向与波的传播方向垂直。
我们可以通过拉一根绳子的一端并迅速松开来产生横波。
横波的特点是颗粒在传播过程中沿垂直于波动方向的轨迹上下振动，而不是沿着波动方向前后移动。
纵波则是指波动的方向与波动的传播方向一致。
简单来说，波动的起伏方向与波的传播方向相同。
我们可以通过一根压缩弹簧的一端并迅速松开来产生纵波。
纵波的特点是颗粒在传播过程中沿着波动方向前后振动，而不进行上下振动。
横波和纵波在物理学中都具有广泛的应用和意义。
在声学中，声波可以分为横波和纵波，它们在声音的传播和接收中起着重要的作用。
在光学中，光被认为是横波，而在地震学中，地震波则是纵波。
此外，横波和纵波也在无线电传输、地质勘探等领域有着重要的应用。
本文的目的旨在阐述横波和纵波的定义和特点，并总结它们之间的区别。
通过对横波和纵波的深入了解，我们可以更好地理解波动现象及其在不同领域中的应用，为相关研究提供理论基础和实践指导。
文章将按照以下结构进行展开：在引言部分概述了横波和纵波的基本定义和物理学意义。
接下来将在正文部分详细介绍横波和纵波的定义、特点和在不同领域的应用。
最后，文章将通过总结横波和纵波的区别，并探讨它们的应用和意义，得出结论。
1.2文章结构文章结构部分的内容应该是对整篇长文的组织进行阐述，明确每个章节的主题和内容。
以下是可能的内容：在本文中，将介绍横波和纵波的定义以及它们各自的特点。
文章将分为三个主要部分：引言、正文和结论。
首先，在引言部分，将对横波和纵波进行简要概述，说明它们在物理学中的重要性和应用。
接下来，会详细说明整篇文章的结构，以引导读者对文章内容有清晰的认识。
横波和纵波
横波和纵波
横波
波峰
波谷
纵波
疏部
密部
小结
创新微课
振动方向与波的传播方向相互垂直的机械波
振动方向与波的传播方向在同一直线上的机械波
同学，下节再见
创新微课 现在开始
横波与纵波
横波与纵波
一、横波
质点的振动方向与 波的传播方向相互 垂直，这样的机1械 波的波叫起的最高处叫波峰,凹下的最低处叫波谷。
横波与纵波
二、纵波
振动方向与波的传播方向在 同一直线上的机械波,叫纵波。
1 在纵波中,质点分布最密的位 置叫密部,质点分布最稀疏的 位置叫疏部。
【答案】BC
横波与纵波
创新微课
【练习1】关于介质中质点的振动方向和波的传播方向,下列
说法正确的是( BC )。
A.在横波中二者方向有时相同 B.在横波中二者1方向一定不同 C.在纵波中二者方向有时相同 D.在纵波中二者方向一定不同
横波与纵波
创新微课
【练习2】关于横波和纵波,下列说法正确的是( ABC )。
创新微课
横波与纵波
创新微课
【例题】下列关于机械波的概念的说法中,正确的是( BC )。
A.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向 B.横波和纵波可同时存在于介质中 C.机械波传播的不1仅仅是运动形式,还能传播能量,传递振动信息 D.横波中质点不随波迁移,纵波中质点随波迁移
横波与纵波
创新微课
【解析】机械波包括横波和纵波,横波中质点振动方向与波的传 播方向垂直,纵波中质点振动方向和波的传播方向在同一直线 上,A错;振动质点只是在平衡位置附近振动,都不随波迁移,D错; 横波和纵波可以1同时在介质中传播,它们传播运动形式的同时还 传播能量和信息,B、C正确。
2023届高考物理一轮复习学案 7.2 机械波
第2节机械波学案基础知识：一、机械波横波和纵波1．机械波的形成条件(1)有发生机械振动的波源。
(2)有传播介质，如空气、水等。
2．传播特点(1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。
(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。
(3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零。
3．机械波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，有波峰(凸部)和波谷(凹部)。
(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，有密部和疏部。
二、横波的图像波速、波长和频率的关系1．横波的图像(1)坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移。
(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。
(3)图像(如图所示)2．波长、波速、频率及其关系(1)波长λ在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。
(2)波速v波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定。
(3)频率f由波源决定，等于波源的振动频率。
(4)波长、波速和频率的关系 ①v ＝λf ；②v ＝λT 。
三、波的干涉和衍射现象 多普勒效应 1．波的干涉和衍射波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须相同 明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样波能够绕过障碍物或孔继续向前传播(1)条件：波源和观察者之间有相对运动。
(2)现象：观察者感到频率发生变化。
(3)实质：波源频率不变，观察者接收到的频率变化。
考点一 波的形成与传播1．机械波的传播特点(1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。
(2)介质中每个质点都做受迫振动，因此任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。
(3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变。
(完整版)声波测桩试题(答案)
声波测桩试题（答案）2005年8月一、填空题（30分）：（1）根据介质质点的振动方向和波的传播方向的关系，机械波的种类分为纵波、横波、表面波等，用于声波透射法检测的波是纵波。
纵波是介质质点振动方向与波的传播方向一致；横波是介质质点振动方向与波的传播方向垂直。
（2）声波传播中遇到两种介质的界面时，这两种介质的特性阻抗相差越大，则声波在介面上透射越少，反射越多，接收到的声波振幅越低。
声测管中用水作为藕合剂，是因为水的特性阻抗远大于空气的特性阻抗，可以提高界面上声波的透射率。
（3）声波透射法中的声时值应由仪器测值t i扣除仪器系统延迟时间（即仪器零读数）t0及声波在耦合介质（水）中及声测管壁中的传播时间t，。
（4）声波透射法以超声波的声速和振幅为主，频率、波形为辅来判断混凝土的质量。
（5）当一根灌注桩埋设2根声测管时，声波透射法需要测量1个剖面；埋设3根声测管时，需要测量3个剖面；埋设4根声测管时，需要测量6个剖面。
（6）混凝土中粗骨料减少时，超声波声速会减小，波幅会增大。
二、选择题（20）：（1）对同一种混凝土，换能器的频率越高，超声波衰减 b ，穿透的距离就c 。
a）越小b）越大，c）越近；d）越远；（2）纵波声速 a 横波声速。
a）大于；b）小于；c）等于（3）声速(v)、波长(λ)和频率(f)三者的关系为 c 。
a）f= vλ；b）λ=f v；c）v =fλ（4）用于声波透射法检测的声波换能器谐振频率宜为 b 。
a）3～5kHz；b）30～50kHz；c）300～500kHz（5）声波透射法中测得的桩身混凝土声速是声波在无限大固体介质中传播的声速。
对同一根混凝土桩，声波透射法测出的声速应 a 低应变法测量出的声速。
a ）大于；b ）小于；c ）等于（6）在混凝土中传播的超声波遇到缺陷时，其 b 。
a ）声速降低、波幅增大、频率增大；b ）声速降低、波幅减小、频率减小；c ）声速增大、波幅减小、频率减小三、计算题（30分）：（1） 已知混凝土中声波频率为40kH z ，声波传播速度为4800m/s ，试计算声波的波长（单位为厘米）cm 121040104800f 32=⨯⨯==-νλ （2）换能器直径D 为30mm ，将发收换能器置于水中，在换能器表面净距离d 1=500mm 、d 2=200mm 时测得仪器声时读数分别为t 1=342.8µs，t 2=140.1µs，请计算仪器系统延迟时间（即仪器零读数）t 0。
3、机械波基本知识——一轮复习
形象记忆
①比喻为一质点的“传记记录卡” ②比喻为一个质点的“录象带”
确定质点运动 方向
根据下一时刻的位移来判断
①比喻为无数质点某一时刻的“特写镜头” ②比喻为无数质点某一时刻拍摄的“照片”
根据“质点带动原理”来判断
波的传播方向与质点的振动方向的互判方法
上下坡法:将波的图像视为蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的传播方向看， “上坡路段”上的各质点都向下振动， “下坡路段”上的各质点都向上振动．简称“上坡下，下坡上”
4、振动和波动的关系
振动
波动
运动现象
振动是单个物体所表现出的周而 复始的运动现象
波动是大量物体受到扰动时，从扰动中 心传播而来的周而复始的运动现象
区别
物体由于某种原因离开平衡位置，介质中质点受到相邻质点的扰动，并由
运动成因 同时受到指向平衡位置的回复力 近及远传播开去，且各部分都受到指向
的作用
原位置的力的作用
x/m 0
24 6
-5
③各个质点的位移y:对应于图像上某一点的坐标（x，y）．
⑵间接描述量 ①已知波的传播方向可求各个质点的振动方向。反之亦然。
②可判断质点的位移、速度、加速度的大小和方向。
③质点在一段时间内通过的路程和位移。
④经过一段时间后的波形图
波形平移
四．波的图象的特点
1.各个质点振动的最大位移都相同 2.波的图像的重复性，相隔时间为周期整数倍的两个时 刻的波形相同
（坐标轴上无法显示时间）
X
波形图线是正弦或余 弦曲线的波称为正弦波， 也叫简谐波。
介质中有正弦波传播 时，介质的质点做简谐运 动。
4.波的图象的画法：
将某时刻各质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲线 连接起来。
机械波
未起振的体积元 抖 动 形变最大 振速 最大
具有振动动能 各体积元以变化的振动速率 上下振动，。能量密度能流密度
单位：( W·m – 2 )
例13看图说能量的最大或小讲
例14 知道t时刻波形图写波函数 讲
提示：P点向上运动， 右边质点在上，所以波 源在右边，负向波。
入射波 驻波 反射波
波疏媒质
波疏媒质 入射波 驻波
波密媒质
反射波
完
备用资料
横波与纵波
横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直
质点振动方向 软绳
波的传播方向
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
在机械波中，横波只能在固体中出现；纵波可在气体、液体和固体中出现。空气
中的声波是纵波。液体表面的波动情况较复杂，不是单纯的纵波或横波。
20 ~ 20 000 Hz
20 000 ~ 5×10 8 Hz
5×10 8 ~ 10 12 Hz
声强级
与
声强 10
-12
声波的 平均能流密度
单位：瓦· 米 –2 ( W·m –2 )
0,1,2,
) 时
0,1,2,
) 时
则合成振动 的振幅最小
波程差为零或为波长的整数倍时， 各质点的振幅最大，干涉相长。
波程差为半波长的奇数倍时， 各质点的振幅最小，干涉相消。
例19常见题：计及初相位的两波相遇的相位差问题 详细讲
例16常见较难题（左暗右亮）详细讲
例17计及初相位的两波相遇的相位差问题（需要写黑板）详细讲
频率 波速
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。
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平面波
波 线
波 阵 面
球面波
波 线
波 阵 面
注：
1、在各向同性介质中传播时，波线和波阵面垂直。 2、在远离波源的球面波波面上的任何一个小部份， 都可视为平面波。
波阵面和波射线
球面波、柱面波的形成过程：
4.波的传播速度
波速：单位时间内一定的振动状态所传播的距离，
用 u表示，是描述振动状态在介质中传播快慢程度的物
vmA0.1cm 30s0102
1.88 130cm/1s.88m/s
振动速度是交变的，其幅值为18.8m/s，远小于波速。
波长和频率
例16-2 设某一时刻绳上横波的波形曲线如下图所示，水平箭
头表示该波的传播方向。试分别用小箭头表明图中A、B、C、D、 E、F、G、H、I各质点的运动方向，并画出经过1/4周期后的波
质点F、E、D已经过各自的正的最大位移，而进行 向负方向的运动。
质点I、H 不仅已经过了自己的正的
C
最大位移，而且还经过了负的最大位
移，而进行着正方向的运动。质点G
BDE
I
则处于负的最大位移处。
A
F
H
G
波长和频率
经过T/4，波形曲线如下图所示，它表明原来位于C 和I 间的波形经过T/4 ，已经传播到A、G 之间来了。
理量， 的u值通常取决于介质的弹性和质量密度。
基本概念
f
f —正压力 S—受力面积 V—受力前立方体的体积 V '—受力后立方体的体积
V V ' V—体积的增量
f
f
f
(容变情形)
pf S—应力或胁强 V V —应变或胁变
波的传播速度
体变模量
B
p V
V
（对于流体
B
）1 p V V
f
l
f
f
ll
(长变情形)
液体的表面可出现有重力和表面张力所引起的表 面波，其速度计算式为：
u 2g2Tth2h
h —液体深度 T—表面张力系数 g—重力加速度
—波长
—液体密度
th—双曲正切函数
波阵面和波射线
浅水波( h) u gh 深水波( h) u g2
固体介质中的横波和纵波声速表达式：
横波 u G 纵波 u Y
3.波阵面和波射线
波阵面：在波动过程中，把振动相位相同的点连成 的面(简称波面)。 波前：在任何时刻，波面有无数多个，最前方的波 面即是波前。波前只有一个。
波线：沿波的传播方向作的一些带箭头的线。波线 的指向表示波的传播方向。
平面波：波面为平面 球面波：波面为球面
柱面波：波面为柱面
波阵面和波射线
波长和频率
波长、频率和波速之间的关系
ug
g个
当波长远大于介质分子间的距离时，宏观上介质 可视为是连续的；若波长小到分子间距尺度时，介质 不再具备连续性，此时不能传播弹性波。
弹性波在介质中传播时存在一个频率上限。
波长和频率
例16-1 频率为3000Hz的声波，以1560m/s的传播速度沿一波 线传播，经过波线上的A点后，再经13cm而传至B点。求(1) B 点的振动比A 点落后的时间。(2) 波在A、B两点振动时的相位 差是多少？(3) 设波源作简谐振动，振幅为1mm，求振动速度 的幅值，是否与波的传播速度相等？
S—横截面积 l l —应变或胁变
f S—应力或胁强
f
(切变情形)
f —切向力
杨氏模量 Y f S l l
S —柱体底面积 切变模量 G f S
波阵面和波射线
流体中传播声速 u B
对于理想气体，有 u g,RM,Tg,M R, T 分别为理想
气体的摩尔质量，比热容比，普适气体常数，热力 学温度。
2.横波和纵波
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。
波谷
波峰
振动方向
传播方向 波密
波疏
注：在固体中可以传播横波或纵波，在液体、 气体(因无剪切效应)中只能传播纵波。
横波和纵波
纵波和横波的传播过程：
当波源作简谐振动时， 介质中各个质点也作简 谐振动，这时的波动称 为简谐波(正弦波或余弦 波)。
解
(1)
波的周期
T
1
g
1s 3000
波长 gu1 .53 6 10 3 sm 0 1 0 s 1 0 0 .5m 25c2m
B点比A点落后的时间为
1.560 .113 03m ms112 10s00即
T 4
。
波长和频率
(2)
A、B
两点相差13 52 Nhomakorabea4
，
B点比A点落后的相差为
2
4
2
(3) 振幅 A=1mm，则振动速度的幅值为
形曲线。
解 横波传播过程中各个质点在 其平衡位置附近振动，且振动方向 与传播方向垂直。
vC 0
C B
DE I
A FH G
根据图中的波动传播方向，可知在C 以后的质点B 和A开始振动的时刻总是落后于C 点，而在C 以前的
质点 D、E、F、G、H、I 开始振动的时刻却都超前
于C 点。
波长和频率
在C 达到正的最大位移时，质点B 和A 都沿着正方向 运动，向着各自的正的最大位移行进,质点B 比A 更接近 于自己的目标。
柔软细索和弦线中横波的传播速度：
横波 u F
F—细索或弦线中张力
—细索或弦线单位长度的质量
5.波长和频率
波长：在同一条波线上，相差为 2的质点间的距离。
周期：传播一个波长距离所用的时间。
频率：周期的倒数。
频率和周期只决定于波源，和介质种类无关。
波速、周期和波长之间存在如下关系：
u g
T
u—波速 —波长 T —周期 g —频率
A
I
BC GH
DF
E
波长和频率
经过T/4，波形曲线如下图所示，它表明原来位于C 和I 间的波形经过T/4 ，已经传播到A、G 之间来了。
A
I
BC GH
DF
E