10-1机械波及波的形式波长波线及波面波速

第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版1振动和波动的关系：机械波、电磁波、物质波振动——波动的成因波动——振动的传播波动的种类：第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版2一机械波的形成能传播机械振动的媒质（空气、水、钢铁等）2介质作机械振动的物体（声带、乐器等）1波源波是运动状态的传播，介质的质点并不随波传播.注意第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版3二横波与纵波1横波第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版4特点：波传播方向上各点的振动方向与波传播方向垂直2纵波（又称疏密波）例如：弹簧波、声波第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版5纵波特点：质点的振动方向与波传播方向一致第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版63复杂波（本章研究对象）特点：波源及介质中各点均作简谐振动特点：复杂波可分解为横波和纵波的合成例如：地震波简谐波第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版7三波长波的周期和频率波速OyAA-ux波传播方向上相邻两振动状态完全相同的质点间的距离（一完整波的长度）.1波长第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版8横波：相邻波峰——波峰波谷——波谷纵波：相邻波疏——波疏波密——波密第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版92周期T波传过一波长所需的时间，或一完整波通过波线上某点所需的时间.uT3频率单位时间内波向前传播的完整波的数目.（1内向前传播了几个波长）s第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版10决定于介质的性质（弹性模量和密度）波在介质中传播的速度4波速u钢铁中水中例如，声波在空气中1sm340-1sm5001-1sm0005-第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版11四个物理量的联系T1TuTuu注意周期或频率只决定于波源的振动波速只决定于介质的性质第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版12例1在室温下，已知空气中的声速为340m·s-1，水中的声速为1450m·s-1，求频率为200Hz和2000Hz的声波在空气中和水中的波长各为多少？1u2um7.1m200340111u解由，频率为200Hz和2000u空气中的波长Hz的声波在第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版13m17.0212um25.7m2004501121um725.0222u在水中的波长第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版14（1）若视空气为理想气体，试证声速与压强的关系为，与温度的关系为.式中为气体的摩尔热容之比，为密度，为摩尔气体常数，为摩尔质量.例2假如声波在空气中的传播过程可看作绝热过程.（2）求℃和℃时，空气中的声速.（空气的，）upMRTu//puVpCC/RMT0204.112molkg1089.2--M第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版15K解（1）气体中纵波波速为式中体积模量被定义为压强增量与体积应变（）的比，即负号表示压强增大(减小)时体积缩小(增大)/KuVpVKdd-pdVV/d已知:绝热过程，证，/puMRTu/求℃，℃时的声速020第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版16VpVp-ddpK/puRTMpMRTu/又由理想气体绝热方程常量取微分，得pV0dd1-pVVpV第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版17℃时空气中声速112sm331sm1089.227331.84.1---u112sm343sm102.892938.311.4---u℃时声速020（2）第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版18四波线波面波前振动相位相同的点组成的面称为波阵面1波线2波阵面波的传播方向任一时刻波源最初振动状态在各方向上传到的点的轨迹.波前是最前面的波阵面第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版19性质（3）各向同性介质中，波线垂直于波阵面.（2）波阵面的推进即为波的传播.（1）同一波阵面上各点振动状态相同.第十章波动10-1机械波的几个概念物理学第五版20分类（1）平面波（2）球面波第十章波动物理学第五版2110-0教学基本要求10-2平面简谐波的波函数10-1机械波的几个概念10-3波的能量能流密度10-4惠更斯原理波的衍射和干涉本章目录选择进入下一节：10-5驻波