机械波的产生和传播PPT学习教案

1、会计学1机械波的产生和传播机械波的产生和传播一一 机械波产生的条件机械波产生的条件1 波源波源： 作机械振动的物体作机械振动的物体,如声带、乐如声带、乐器等器等 2 介质：介质： 能传播机械振动的媒质能传播机械振动的媒质,一切气体一切气体、液体、固体都可以传播机械振动、液体、固体都可以传播机械振动,如空气、水、钢铁、地壳等如空气、水、钢铁、地壳等第1页/共21页4Tt 23y0t1471013162342Tt 2343Tt 23Tt 45Tt 二二 横波与纵波横波与纵波1 横波横波 第2页/共21页第3页/共21页 特点特点: 波传播方向上各点的振动方向与波传播方向上各点的振动方向与波传播方向

2、垂直波传播方向垂直2 纵波纵波(又称疏密波又称疏密波) 例如：弹簧波、例如：弹簧波、 声波声波 特点特点:质点的振动方向与波传播方向一致质点的振动方向与波传播方向一致第4页/共21页0t1471013164Tt 42Tt 43Tt Tt y23232323232345Tt 第5页/共21页 波是运动状态的传播波是运动状态的传播,介质介质的质点并不随波传播的质点并不随波传播.注意注意第6页/共21页三三 波速、波长、频率波速、波长、频率(或周期或周期)波的特征波的特征:具有空间和时间上的周期性具有空间和时间上的周期性 在单位时间内振动状态在单位时间内振动状态(或相位或相位)传播的传播的距离称为波

3、的传播速度距离称为波的传播速度,也称为相速也称为相速波速决定于介质的性质波速决定于介质的性质(弹性和惯性弹性和惯性)固体中的横波固体中的横波其中其中 G是介质的切变模量是介质的切变模量Gv1 波波速速v第7页/共21页固体中的纵波固体中的纵波其中其中Y为杨氏模量为杨氏模量气体、液体中的纵波气体、液体中的纵波其中其中B为容变模量为容变模量YvBv第8页/共21页2 波长波长 在波的传播方向上相邻的两个振动状态在波的传播方向上相邻的两个振动状态相同相同(相位差为相位差为 )的质点间的距离的质点间的距离(一个完一个完整波的长度整波的长度)2xyA A -o第9页/共21页横波：横波：相邻相邻 波峰波

4、峰波峰波峰 波谷波谷 波谷波谷 纵波：纵波：相邻相邻 波疏波疏波疏波疏 波密波密波密波密波长与介质有关波长与介质有关第10页/共21页 (1)周期周期:波前进一个波长所需的时间波前进一个波长所需的时间,或一个完整波通过波线上某点的时间或一个完整波通过波线上某点的时间波的周期等于波源或介质中质元振动的周期波的周期等于波源或介质中质元振动的周期 (2)频率频率:单位时间内波前进距离中包含的单位时间内波前进距离中包含的波长个数波长个数,或者单位时间内通过波线上某点的或者单位时间内通过波线上某点的波长个数波长个数.它与周期的关系是它与周期的关系是3 波的周期波的周期 、频率、频率TvT第11页/共21

5、页波的频率等于波源或介质中质元振动的频率波的频率等于波源或介质中质元振动的频率4 波速、波长、周期或频率的关系波速、波长、周期或频率的关系记住记住T1Tvvv T介质决定介质决定波源决定波源决定介质决定介质决定第12页/共21页四四 介质的弹性和决定波速大小的因素介质的弹性和决定波速大小的因素1 物质的弹性物质的弹性(弹性模量弹性模量) 杨氏模量描述了材料抵抗拉压形变的杨氏模量描述了材料抵抗拉压形变的能力大小能力大小杨氏模量：杨氏模量：LSFLLLSFY应应变变应应力力(1) 杨氏模量杨氏模量Y第13页/共21页(2)体变模量体变模量B(或容变模量或容变模量) 容变模量描述了材料抵抗体积形变的

6、容变模量描述了材料抵抗体积形变的能力大小能力大小 VVSFBFS第14页/共21页(3)切变模量切变模量G 这种只改变形状不改变体积的形变称为这种只改变形状不改变体积的形变称为切变切变 切变模量描述了材料抵抗切变能力的切变模量描述了材料抵抗切变能力的大小大小SFADDDSFGCDCDFABFs第15页/共21页2 传播横波和纵波的介质传播横波和纵波的介质 横波在介质中传播时横波在介质中传播时,介质发生切变介质发生切变,所以所以横波只能在固体中传播横波只能在固体中传播 纵波在介质中传播时纵波在介质中传播时,介质发生的拉伸和介质发生的拉伸和压缩形变压缩形变,所以所以纵波可以在固体、液体、气体纵波可

7、以在固体、液体、气体中传播中传播第16页/共21页 固体的杨氏模量大于切变模量固体的杨氏模量大于切变模量,所以在所以在固体中纵波的传播速度大于横波的传播速度固体中纵波的传播速度大于横波的传播速度 对于大多数金属材料来说对于大多数金属材料来说, 和和 可认为可认为近似相等近似相等BY第17页/共21页五五 波动的几个概念波动的几个概念 1 波面波面:在波的传播过程中在波的传播过程中,振动状态相同振动状态相同的各点组成的面的各点组成的面(即各点的相差为零即各点的相差为零)2 波前波前:最前面的那个波面最前面的那个波面.又称为波阵面又称为波阵面 3 波射线波射线:在波传播过程中在波传播过程中,与波面垂直与波面垂直,表示波传播方向的射线表示波传播方向的射线,简称波线简称波线 第18页/共