机械波优秀课件
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大学物理机械振动和机械波ppt课件
2024/1/26
12
03
驻波形成条件及其性质分析
Chapter
2024/1/26
13
驻波产生条件及特点描述
产生条件
两列沿相反方向传播、振幅相同、频 率相同的波叠加。
特点描述
波形不传播，能量在波节和波腹之间 来回传递，形成稳定的振动形态。
2024/1/26
14
驻波能量分布规律探讨
能量分布
驻波的能量主要集中在波腹处，波节处能量为零。
2024/1/26
16
04
多普勒效应原理及应用举例
Chapter
2024/1/26
17
多普勒效应定义及公式推导
2024/1/26
定义
当波源与观察者之间存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化，这种现象 称为多普勒效应。
公式推导
设波源发射频率为f0，波速为v，观察者与波源相对运动速度为vr，则观察者接收到的 频率为f=(v±vr)/v×f0，其中“+”号表示观察者向波源靠近，“-”号表示观察者远离
Chapter
2024/1/26
25
非线性振动概念引入和分类
非线性振动定义
描述系统振动特性不满足叠加原理的振动现象。
分类
根据振动性质可分为自治、非自治、周期激励和 随机激励等类型。
与线性振动的区别
线性振动满足叠加原理，而非线性振动则不满足 。
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26Biblioteka 混沌理论基本概念阐述混沌定义
确定性系统中出现的内在随 机性现象。
受迫振动
物体在周期性外力作用下所发生的振动。
共振现象
当外力的频率与物体的固有频率相等时，物体的振幅达到最大的现象。
机械波精品PPT课件
震源：是地球内发生地震的地方。
震源深度：震源垂直向上到地表 的距离是震源深度。我们把地震 发生在60公里以内的称为浅源地 震；60－300公里为中源地震； 300公里以上为深源地震。目前有 记录的最深震源达720公里。
地震波主要包含纵波和横波。来自地下的纵波引起地面上下颠簸振动。 来自地下的横波能引起地面的水平晃动。横波是地震时造成建筑物破坏的 主要原因。
(3) 波动曲线与振动曲线不同。
y
yu
o t
振动曲线
o
x
波动曲线
振动的图像
波的图象
研究对象 研究内容
一个振动质点
质点在振动过程中，位移随时间 而变化的规律
波的传播方向上所有的振动质 点
某一时刻连续介质中各质点相 对于平衡位置的位移规律
图象
坐标含义 物理意义
图线的 变化
（t、x）表示t时刻的位移是x
(3) 横波使介质产生切变，只有能承受切变的物体（固体）才能传 递横波。横波仅在固体中传播！
它既不是纵波，也不是横波。
水
它是因重力以及表面张力的作用， 面
在水表面上传播的波。
波
(4) 纵波在介质中引起长变或体变，所有物质都能承受长变和体变 （固、液、气体）。在固体中纵波、横波均可传递，但两种波 速各不相同。
｛ 条件
波源：作机械振动的物体 弹性介质：承担传播振动的物质
二、横波和纵波
横波： 介质质点的振动方向与波传播方向相互垂直的波；如 柔绳上传播的波。
纵波：介质质点的振动方向和波传播方向相互平行的波；如空 气中传播的声波。
横波 (transverse wave) 波的传播方向
特点：具有波峰和波谷 ⊥ 质点的振动方向
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。
课件[新版本]《机械波》ppt优秀课件
![课件[新版本]《机械波》ppt优秀课件](https://img.taocdn.com/s3/m/c2407df5f78a6529657d53bc.png)
讨论一下： 如果把浮标换成一个足球， 我们在岸边，可以用什么 方法将球从水里取回来？
二、横波和纵波
像这种在绳上传播的波 质点的振动方向和波的传播方向垂直，我们称之 为横波.
波的传播方向
波峰
振 动 方 向
波谷
演示 推拉弹簧
质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上，这种
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．
《1．眼滑睛块和与眼小镜车》的是临人界教问版题新课标教材八年级物理上册第三章第四节的内容，主要包括眼睛的构造、成像原理，眼睛的调节作用、近视 眼远视眼的成因及其矫正等内容。它是第三章“透镜及其应用”中的重要组成部分，不仅涉及透镜的初步知识、照相机成像原理、凸透镜 成猜像想规 A：律在等同物一理深知度识，，液还体涉内及部生向物各学个科方知向识都。有压强，且向各个方向的压强相等；
光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相
感谢指导 (同3)的“动光钟波变，慢在”是屏两上个叠不加同形惯成性的系．进行时间比较的结果，也是相对的，即两个惯性系中的观察者都发现对方的钟变慢了．
2百．米跃冠迁军：：原=子8．从3一3种m定／态s 跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定．即hν＝Em －En.(h是普朗克常量，h＝6.626×10－34 J·s) 熟练运用类比法 [生]根据速度的公式可以看出速度等于路程除以时间，所以速度的单位是、由路程的单位除以时间的单位组成．如果路程的单位用米 (（m3)，）时实间验的结单束位后用，秒让(每s)组，学速生度代的表单展位示就本是组米实(m验)除结以果秒，(s进)．行评估交流，并引导学生进行总结，得出液体压强的特点。 [(生2)安]刚装才：计正算确的安是装1 好s内气运垫动导员轨跑．的路程，所以说速度等于1 s内的路程．
《高中物理机械波》课件
波动能量的传递速度
机械波的传播速度由介质本身的性质 决定，与波源的振动速度无关。在均 匀介质中，波速是恒定的。
波动能量的损耗
能量损耗的原因
机械波在传播过程中，由于介质 内部摩擦、散射等原因，能量会 逐渐损耗。
能量损耗的表现
随着传播距离的增加，波的振幅 减小，即能量密度减小，最终导 致波消逝。
波动能量的反射和折射
波浪能利用
波浪能是一种巨大的可再 生能源，通过技术手段将 波浪能转化为电能或其他 形式的能源。
05
机械波的实验研究
波动实验的设计与操作
实验目的：通过实验观察机械波的传播现象， 验证波动的基本原理。
01
实验步骤
03
02
实验设备：包括振动源、波导管、示波器等 。
04
1. 将波导管固定在振动源上，确保波导管 稳定。
机械波的应用
声波的应用
01
02
03
声呐探测
利用声波在水中传播的特 性，声呐被广泛应用于水 下探测、定位和导航。
医学超声成像
通过高频声波显示人体内 部结构，超声成像技术在 医学诊断中具有重要应用 。
声音通信
电话、广播和语音识别等 通信方式依赖于声波传递 信息。
地震波的探测
地震监测
地震波的探测用于监测地壳运动和预 测地震，有助于减轻地震灾害的影响 。
2. 开启振动源，观察波导管中波的传播。
05
06
3. 使用示波器记录波的传播过程和波形。
数据分析和处理
数据记录
详细记录实验过程中观察到的波 形变化、波动频率、幅度等信息
。
数据处理
利用示波器获取的波形数据，计算 波速、波长等参数，分析波动特性 。
机械波的传播速度由介质本身的性质 决定，与波源的振动速度无关。在均 匀介质中，波速是恒定的。
波动能量的损耗
能量损耗的原因
机械波在传播过程中，由于介质 内部摩擦、散射等原因，能量会 逐渐损耗。
能量损耗的表现
随着传播距离的增加，波的振幅 减小，即能量密度减小，最终导 致波消逝。
波动能量的反射和折射
波浪能利用
波浪能是一种巨大的可再 生能源，通过技术手段将 波浪能转化为电能或其他 形式的能源。
05
机械波的实验研究
波动实验的设计与操作
实验目的：通过实验观察机械波的传播现象， 验证波动的基本原理。
01
实验步骤
03
02
实验设备：包括振动源、波导管、示波器等 。
04
1. 将波导管固定在振动源上，确保波导管 稳定。
机械波的应用
声波的应用
01
02
03
声呐探测
利用声波在水中传播的特 性，声呐被广泛应用于水 下探测、定位和导航。
医学超声成像
通过高频声波显示人体内 部结构，超声成像技术在 医学诊断中具有重要应用 。
声音通信
电话、广播和语音识别等 通信方式依赖于声波传递 信息。
地震波的探测
地震监测
地震波的探测用于监测地壳运动和预 测地震，有助于减轻地震灾害的影响 。
2. 开启振动源，观察波导管中波的传播。
05
06
3. 使用示波器记录波的传播过程和波形。
数据分析和处理
数据记录
详细记录实验过程中观察到的波 形变化、波动频率、幅度等信息
。
数据处理
利用示波器获取的波形数据，计算 波速、波长等参数，分析波动特性 。
机械波教学PPT
两
类 ❖机械波的传播需
波 的
有传播振动的介质;
不 同
❖电磁波的传播可
之 不需介质.
处
两 类
能量传播
波 反射
的 共
折射
同 干涉
特 征
衍射
2
9.1 机械波的产生和传播 一、机械波的形成 机械波:机械振动在弹性介质中的传播.
弹性介质是能够传播机械振动的介质。是由 弹性力组合的连续介质。
1、机械波产生条件：1）波源；2）弹性介质。
要求任一时刻波线上任一质点（坐标为 x）在任一 时刻的位移（坐标为 y） ，
y y( x, t)
各质点相对平 衡位置的位移
波线上各质点 平衡位置
描述波线上任一质点在任一时刻的位移的函数
称为波的波函数或波动方程。
15
设O为波线上的 一点，取为原点， 其振动方程：
yO Acos(t )
时间推迟方法
2
2
比较得
T 2 s 0.8 s
2cm
2.5 200cm
u 250 cms-1
0.01
T
27
例 一平面简谐波沿 O x 轴正方向传播， 已知振
幅 A 1.0m ，T 2.0s ， 2.0m . 在 t 0 时坐标
原点处的质点位于平衡位置沿 O y 轴正方向运动 . 求
1）波动方程； 2）求 t 1.0s 波形方程；
振动方程是时间 t 的函数
x x f (t )
x Acos( t ) o
t
波函数是波程 x 和时间 t 的函数，描写某一时刻任
y y f (x,t)
意位置处质点振动位移。 o
x
y
Acos
t
《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
机械波的产生和传播课件
波速
波在介质中传播的速度， 与介质的性质和温度有关 。
波动能量的分布
01
波形
表示波动能量的分布 情况。
02
峰值
表示波动能量的最大 值。
03
波前
表示波动到达某一点 前的状态。
04
波后
表示波动经过某一点 后的状态。
03
机械波的传播
Chapter
波动速度
波动速度的定义
波动速度是指波的传播速 度，即单位时间内波传播 的距离。
能量谱分析
通过对实验数据进行分析，得到机械波的能量分布规律和特征。
THANKS
感谢观看
波动性
机械波传播的是振动形式和能量 ，而非质点本身，且媒质中的质 点并不随波迁移
02
机械波的产生
Chapter
振源
机械振动
物体在一定范围内的往复运动。
产生机械波的必要条件
物体振动时，必须存在弹性介质。
振动在介质中的传播
01
02
03
纵波
振动方向与传播方向一致 的波，如声波。
横波
振动方向与传播方向垂直 的波，如水波。
判断方法
通过观察波峰或波谷的移动方向， 可以判断出波动方向。
波动周期与频率
定义
波动周期是指波峰或波谷完成一 次往返所需的时间，频率是指单 位时间内波峰或波谷完成的往返
次数。
关系
波动周期与频率互为倒数，即频 率越高，波动周期越短。
测量方法
通过测量波峰或波谷完成一次往 返所需的时间，可以计算出波动 周期；通过在一定时间内数波峰 或波谷完成的往返次数，可以计
机械波的实验室模拟
弦波的模拟
通过振动弦的端点来模拟弦波，观察其传播过程 中的形态变化和振动特征。
机械波ppt课件
机械波ppt课件•机械波基本概念与分类•机械波产生与传播条件•机械波在各向同性介质中传播特性•机械波在各向异性介质中传播特性目•机械波检测技术应用领域及发展趋势•总结回顾与拓展延伸录机械振动在介质中的传播称为机械波。
机械波定义依赖于介质传播传播的是振动形式和能量周期、频率与振源相同机械波的传播需要介质，真空不能传声。
质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移。
波传播过程中，各质点的振动周期和频率都等于振源的振动周期和频率。
机械波定义及特点根据质点振动方向与波传播方向的关系，机械波可分为横波和纵波。
横波与纵波机械波分类与性质质点振动方向与波传播方向垂直的波。
横波质点振动方向与波传播方向在同一直线上的波。
纵波单位时间内波形传播的距离，反映了振动的传播快慢。
波速沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为2π的质点间的距离。
波长单位时间内质点振动的次数，反映了振动的快慢。
频率通过演示绳波的形成过程，分析横波的特点和传播规律。
绳波的形成与传播通过演示声波的形成过程，分析纵波的特点和传播规律。
声波的形成与传播通过演示水波的形成过程，分析水波的波动性质和传播规律。
水波的形成与传播通过演示地震波的形成过程，分析地震波的波动性质和传播规律，以及地震波对地球结构和人类活动的影响。
地震波的形成与传播波动现象实例分析产生机械振动的物体或系统，为机械波提供能量。
振源介质作用关系传播机械振动的物质，如固体、液体或气体。
振源的振动通过介质中的质点间相互作用力传递，形成机械波。
030201振源与介质作用关系描述机械波传播规律的数学方程，通常为一阶或二阶偏微分方程。
波动方程根据机械波的传播规律，结合牛顿第二定律和介质本构关系，推导出波动方程。
建立方法采用分离变量法、行波法、驻波法等方法求解波动方程，得到波的传播速度、振幅、相位等参量。
求解方法波动方程建立与求解方法波动能量传递过程探讨波动能量01机械波传播过程中携带的能量，表现为质点振动的动能和势能之和。
大学物理机械波课件-PPT
2、t=t0为定值,y=y(x)
• 表示t0时刻波线上各质点离开各自平衡位置 得位移分布情况,称为该时刻得波形方程
• 对于横波,波形图就就是该时刻各质点在空 间得真实分布
• 对于纵波,波形图仅表示质点得位移分布
3、t与x都在变化
• 波动方程给出了各个质点在不同时刻得位
y 移,或者说包含了不同时刻得波形
结论:机械波传播得就是波 源得振动状态与能量
三、波线与波面
• 波传播到得空间——波场 • 波场中代表波传播方向得射线——波线 • 某时刻振动位相相同得点得轨迹——波面 • 最前方得波面——波前或波阵面 • 横波中,质元振动得轨迹与波线垂直,二者构
成得面——振动面或偏振面
波线
波线
平面波 球面波
波面
• P点t时刻得振动位移与原点 动位移相同
• P点振动方程为
时刻得振
沿x轴正向传播得平面简谐波得波函数
• 也就是x处质点得振ຫໍສະໝຸດ 方程沿x轴负向传播得平面简谐波得波函数
• 常用得波动表达式
(1)如图,已知 P 点得振动方程:
yP
A
y
cos( u
t
0
)
px Q x
O
x
求波动方程即波函数。
(2)如图,已知 P 点得振动方程:
平面简谐波——波面为平面得简谐波
？问题
• 如何用数学表达式描述一个前进中得波动？
• 如何描述各质点得振动位移y随平衡位置x与
t得变换规律
波函数
一、波函数得推导
• 平面简谐波沿x轴正方向传播 • 设原点得振动方程为
• 设平衡位置为x得P点在t时刻得振动位移为y • P点得振动落后于原点,晚了 • 也就就是原点得振动状态传到P点所需得时间 • P点在t时刻将重复原点在 时刻得振动状态
第7章机械波优秀课件
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。 周期的倒数。 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
第7章机械波优秀课件
§7.2 平面简谐波表达式
可从动力学和运动学两个角度研究各向同性介 质中振动的传播规律。
• 从动力学角度分析：讨论问题的思路仍然是取 隔离体，分析它的受力情况，运用牛顿运动定律， 列出运动微分方程。
几何描述
3.波阵面和波射线
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ห้องสมุดไป่ตู้性媒质中， 波线恒与波面垂直。
第7章机械波优秀课件
7.1.2 描述机械波波的的物物理理量 量
波传播方向
波速
波长 周期 频率 波速
正向波
波沿 X 轴正向传播
同一时刻，沿 X 轴正向，波线上各质点的振动相位依次落后。
反向波
波沿 X 轴反向传播
同一时刻，沿 X 轴正向第，7章波机线械波上优各秀课质件点的振动相位依次超前。
某正向余弦波
例一 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
机械波
第7章机械波优秀课件
§7.1 机械波的产生和传播
§7.2 平面简谐波表达式
§7.3 平面简谐波的能量 §7.4 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射 §7.5 波的叠加
§7.6 多普勒效应(不讲)
§7.7 声波(不讲) 作业:
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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照片
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完
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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.
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。
。
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
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
机械波优秀课件
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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
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
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
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。
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
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。
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
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P点的
t1 时刻的
物理意义
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
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。
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。
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。