程守珠普通物理学六版电子教案11ppt课件
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度，又称相速。
波速、周期和波长之间存在如下关系：
u
T
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波长、频率和波速之间的关系
u
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。
y
o
x
波长：同一波线上两个相邻的振动状态相同的质点之间
的距离.
y
T
o
t
周期： 一个完整的波通过波线上某点所需的时间.
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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：
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
物理量，u的值通常取决于介质的弹性和质量密
vmA0.1cm 30s0102
1.88 130cm/1s.88Fra Baidu bibliotek/s
振动速度是交变的，其幅值为18.8m/s，远小于波速。
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例11-2 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，
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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。
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。
C
质点I、H 不仅已经过了自己的正 的最大位移，而且还经过了负的最大
BDE
I
位移，而进行着正方向的运动。质点 A
并画出经过1/4周期后的波形曲线。
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。
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平面波：波面为平面
波线 波面
球面波：波面为球面
波线 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。
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四、波长、频率、和波速之间的关系
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例11-1 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？
纵波：质点的振动方向和波的传播方向平行。
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3.特征
横波：
振动方向
纵波：
波谷
波峰
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。
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三、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。
§11-1 机械波的产生和传播
一、 机械波产生的条件
波源
产生机械振动的振源
弹性介质 传播机械振动的介质
注：波动是波源的振动状态或振动能量在介质中 的传播，介质的质点并不随波前进。
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二、 横波与纵波 1. 横波
横波：质点的振动方向和波的传播方向垂直。
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2.纵波
G 则处于负的最大位移处。
A
F
H
G
I
经过T/4，波形曲线如下图所示，它
BC GH
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。
DF
E
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选择进入下一节 §11-0 教学基本要求 §11-1 机械波的产生和传播 §11-2 平面简谐波的波函数 §11-3 波动方程 波速 §11-4 波的能量 波的强度 §11-5 声波 超声波 次声波 §11-6 电磁波 §11-7 惠更斯原理 波的衍射 反射和折射 §11-8 波的叠加原理 波的干涉 驻波 §11-9 多普勒效应
解: (1) 波的周期
T1 1 s
3000 波长
u0.52m52cm
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B点比A点落后的时间为
1.560.11303m ms11210s00即
T 4
。
(2)
A、B
两点相差
13 52
4
，
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
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波速、周期和波长之间存在如下关系：
u
T
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波长、频率和波速之间的关系
u
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。
y
o
x
波长：同一波线上两个相邻的振动状态相同的质点之间
的距离.
y
T
o
t
周期： 一个完整的波通过波线上某点所需的时间.
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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：
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
物理量，u的值通常取决于介质的弹性和质量密
vmA0.1cm 30s0102
1.88 130cm/1s.88Fra Baidu bibliotek/s
振动速度是交变的，其幅值为18.8m/s，远小于波速。
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例11-2 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，
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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。
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。
C
质点I、H 不仅已经过了自己的正 的最大位移，而且还经过了负的最大
BDE
I
位移，而进行着正方向的运动。质点 A
并画出经过1/4周期后的波形曲线。
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。
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平面波：波面为平面
波线 波面
球面波：波面为球面
波线 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。
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四、波长、频率、和波速之间的关系
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例11-1 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？
纵波：质点的振动方向和波的传播方向平行。
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3.特征
横波：
振动方向
纵波：
波谷
波峰
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。
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三、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。
§11-1 机械波的产生和传播
一、 机械波产生的条件
波源
产生机械振动的振源
弹性介质 传播机械振动的介质
注：波动是波源的振动状态或振动能量在介质中 的传播，介质的质点并不随波前进。
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二、 横波与纵波 1. 横波
横波：质点的振动方向和波的传播方向垂直。
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2.纵波
G 则处于负的最大位移处。
A
F
H
G
I
经过T/4，波形曲线如下图所示，它
BC GH
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。
DF
E
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选择进入下一节 §11-0 教学基本要求 §11-1 机械波的产生和传播 §11-2 平面简谐波的波函数 §11-3 波动方程 波速 §11-4 波的能量 波的强度 §11-5 声波 超声波 次声波 §11-6 电磁波 §11-7 惠更斯原理 波的衍射 反射和折射 §11-8 波的叠加原理 波的干涉 驻波 §11-9 多普勒效应
解: (1) 波的周期
T1 1 s
3000 波长
u0.52m52cm
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B点比A点落后的时间为
1.560.11303m ms11210s00即
T 4
。
(2)
A、B
两点相差
13 52
4
，
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
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