机械波知识点(全)

机械波的产生和传播

知识点一：波的形成和传播

（一）介质

能够传播振动的媒介物叫做介质。（如：绳、弹簧、水、空气、地壳等）

（二）机械波

机械振动在介质中的传播形成机械波。

（三）形成机械波的条件

（1）要有 ；（2）要有能传播振动的 。

注意：有机械波 有机械振动，而有机械振动 能产生机械波。

（四）机械波的传播特征

（1）机械波传播的仅仅是 这种运动形式，介质本身并不随波 。

沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做 振动，因此波动的过程

是介质中相邻质点间依次“带动”、由近及远相继振动起来的过程，是 这种运动形式在介质中依次向外传播的过程。

对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都 ，各质点仅在各自的 位置附近振动，并 随波动过程的发生而沿波传播方向发生迁移。

（2）波是传递能量的一种运动形式。

波动的过程也是由于相邻质点间由近及远地依次做功的过程，所以波动过程也是能量由近及远的

传播过程。因此机械波也是传播 的一种形式。

（五）波的分类

波按照质点 方向和波的 方向的关系，可分为：

（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向 的波，其波形为 相间的波。凸起的

最高处叫 ，凹下的最底处叫 。

（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向 的波，其波形为 相间的波。质点分

布最密的地方叫作 ，质点分布最疏的地方叫作 。

知识点二：描述机械波的物理量知识

（一）波长（λ）

两个 的、在振动过程中对 位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。

在横波中，两个 的波峰（或波谷）间的距离等于波长。

在纵波中，两个 的密部（或疏部）间的距离等于波长。

振动在一个 内在介质中传播的距离等于一个波长。

（二）频率（f ）

波的频率由 决定，一列波，介质中各质点振动频率都相同，而且都等于波源的频率。

在传播过程中，只要波源的振动频率一定，则无论在什么介质中传播，波的频率都不变。

（三）波速（v ） 振动在介质中传播的速度，指单位时间内振动向外传播的距离，即x v t

∆=∆。 波速的大小由 的性质决定。一列波在不同介质中传播其波速不同。

对机械波来说，空气中的波速小于液体中的波速，小于固体中的波速。

（四）波速与波长和频率的关系

v =

注意：一列波的波长是受 和 制约的，即一列波在不同介质中传播时，波长

不同。

知识点三：机械波的图象

（一）机械波的图象

波的传播也可用图象直观地表达出来。在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的 位置；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离 位置的位移，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，

（二）物理意义 表示各质点在某一时刻离开 位置的情况。

（三）简谐波（简谐振动在介质中传播形成的波）的图象是正弦（或余弦）曲线。

如图：

（四）波的图象应用（由图象可获取的信息）

（1）振动质点的振幅A 、波长λ。

如：一列简谐横波某一时刻的波形图如图所示：

从图上可知振幅为 cm ，波长为 cm 。

若已知波速v ＝16cm /s ，由v T 可求周期T = 。

（2）这一时刻各质点的平衡位置、位移，回复力、加速度等。

如图中b 点的平衡位置在 cm 处，此时偏离平衡位置的位移为 cm ，回复力和加速度

均为 向最大。

（3）在波速方向已知时，可确定各质点在该时刻的振动方向 （反之也可以）

质点带动法

离波源 处质点带动 处质点振动，即远处质点总是重复近处质点的振动状态。所以判

断某质点的振动方向，可看其附近 波源一侧的点与该点的位置关系，若比该点位置低，则向 振动；若比该点位置高，则向 振动。

如上图若已知波向右传播，a 点应在它前面的质点之后振动，在y -x 图的-x 方向再添一点，则波

形图在下方，所以a 应向 振动；b 跟a ，b 的位移要变小，经4T

回到平衡位置，所以b 向 运

动；c 跟b ，c 的位移要变大，经4T 到达最大位移处，所以c 向 运动；依此类推，d 向 运动，e 向 运动。

（4）经过一段时间Δt 后的波形图

平移法

先计算出经Δt 时间波传播的距离Δx ＝ ，因为波动图象的重复性，若知波长λ，则

波形平移n λ时波形不变，当Δx =n λ+x 时，可采取去整n λ留零x 的方法，只需把波形沿波的 方向平移 即可，然后按照正弦规律补全新波形。

（5）波的图象与振动图象的区别与联系

振动图象 波动图象

图象

形状

正（余）弦曲线 正（余）弦曲线 研究 个质点 个质点

对象

物理意义图线表示个作

简谐振动的质点在

时刻的位移大小和

方向

图线表示某时刻形成

波的个质点的位

移的大小和方向

横坐标质点振动经历的波传播方向上介质上

各质点的

位置

纵坐

标

一个质点的位移各质点的位移

相邻两个位移最大值之间的距离一个

利用

T

1

=

f

可知振动

频率

一个

若知波速可求周期、频

率：

λ

vλ

T

f

==

判断质点在某一时刻振动方向的方法看下一，沿

振动方向垂直横坐

标

找前一

确定质点下时刻振动

到哪

时间变化对图象的影响振动图象随时间的

延长而继续延伸，

原来的部分

波形图象随时间的延

长而沿着x轴向传播方

向平移，由于前面各质

点的位置都要变化，因

此原来的图象也相应

会，形成新的波

形图象

机械波的现象

知识点一：惠更斯原理

知识点二：波的反射

（一）波的反射

波遇到障碍物会返回来继续传播的现象叫波的反射。

入射波的波线与平面法线的夹角i叫做角；反射波的波线与平面法线的夹角i＇叫做角。如图所示：

（二）波的反射规律