机械波的形成和传播

1、 机械波机械波一、机械波的形成和传播一、机械波的形成和传播 1. 机械波的形成： 机械振动在弹性介质中的传播过程叫机械波2. 机械波的特点： a.受迫振动（f=f源），前一质点带动后一质点，时间延时， b.振动形式的传播，能量的传播，信息的传播，波形的平移，介质没有定向迁移。3.机械波形成条件：1、振源 2.弹性介质。 有机械波必有机械振动， 有机械振动不一定有机械波 4.4.机械波的种类：机械波的种类：区别：振动方向与传播方向的不同： 横波：质点振动方向与传播方向垂直。 形成波峰、波谷； 如：绳波 纵波：质点振动方向与传播方向相同 形成密部、疏部。 如：声波 水波即不是横波也不是纵波。1.横

2、波、2.纵波1、频率（f）：波的频率就是质点的振动频率 波在介质中传播时，所有的质点都是在做受迫振动，质点的振动频率都等于振源的振动频率，也就是说波的频率是由波源来决定的，与传播介质无关.二、波的描述二、波的描述 2、波长（）：波长是两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相同的质点间的距离.对于横波来说波长是两个相邻波峰（波谷）之间的距离。 波长由介质和波源共同决定。 * *相距波长整数倍的两个质点,振动情况完全一致; 相距半波长奇数倍的两个质点,振动情况完全相反3 3、波速（、波速（v v）：）：波速描述的是波的传播的快慢即质点振动状态传播的速度 波速的数学表达式为v=x/tv=x/t

3、，其中的x为介质中质点振动状态在t时间内传播的距离，可以简单的理解x为t内波峰前进的距离. 当t=T时，x=，则有v=/T=fv=/T=f。注意：注意：(1)(1)波的传播速度与质点振动的速度是两个不同的概念,不能混为一谈.(2)(2)波速是由介质的性质决定的,与波的频率、质点的振幅无关，同类波在同一种均匀介质中，波速是一个定值.我们通常认为波在传播方向上是一个匀速直线运动. (3)当波从一种介质中进入另一种介质中时，波的频率不变，但是波的传播速度发生改变，波长发生改变. 4 4、波长、频率和波速的关系：、波长、频率和波速的关系： 注意：注意：这个公式也适用于电磁波。三、波的图象三、波的图象

4、1.1.波的图象及其物理意义波的图象及其物理意义. .物理意义：某时刻各个质点离开平衡位置的位移。 横坐标：各个振动质点在平衡位置时的距离横坐标：各个振动质点在平衡位置时的距离纵坐标：某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移纵坐标：某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移注意：周期性和双向性。波形图的周期性是指相隔时注意：周期性和双向性。波形图的周期性是指相隔时间为整数倍周期的两个时刻的波形图是相同的间为整数倍周期的两个时刻的波形图是相同的. .2.2.图象特征：正弦或余弦曲线。图象特征：正弦或余弦曲线。 3.3.由图象获取的信息：由图象获取的信息：质点的位移、质点振动方向、振幅；质点的位移、质点振动方向

5、、振幅；波长、波的传播方向波长、波的传播方向为瞬时图象，时刻选择不同，图象会变化，但变化中有规律研究质点振动的时间起点（零时刻）不同，图线的起始点不同描述的是某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移描述的是某一质点在各个时刻偏离平衡位置的位移(x、y)表示x处质点某时刻的偏离平衡位置的位移为y（t、x）表示t时刻的位移是x某一时刻连续介质中各质点相对于平衡位置的位移规律质点在振动过程中，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一个振动质点图线的变 化物理意义坐标含义图 象研究内容研究对象波的图象振动的图像 4.4.波波与振动图象的区别与振动图象的区别xy（1）波的传播方向和介质中质点的振动

6、方向的关系.a.由v判断质点的振动方向A5.5.波的图像的应用波的图像的应用b.由质点的振动方向判断v的方向（2）知道波的图象及传播方向，画波上各点的振动图象。（3）、已知振动图象，求出某一时刻的波动图象）、已知振动图象，求出某一时刻的波动图象（4 4）由）由t t时刻图象画出时刻图象画出t+t+t t时刻的图象。（平移时刻的图象。（平移法、特殊点法）法、特殊点法）（5 5）由）由t t时刻图象和时刻图象和t+t+t t时刻的图象求波速。时刻的图象求波速。 注意波速的双向性及周期性。注意波速的双向性及周期性。 x=n+xx=n+x见例见例2 2（6）根据两个质点的位置，判断可能出现的波动情况。

7、从而求出对应的量见例（3）（一）波的衍射（一）波的衍射 定义:波能绕过障碍物继续向前传播的现象叫波的衍射. 注意：注意：（1 1）一切波都能发生衍射现象，反之能发生衍射现象的就一定是波.（2 2）波绕过障碍物后，波速、波长以及频率都不变，只有波的振幅发生改变 .（3）声波易发生衍射现象，光波不易发生衍射现象。四、波的衍射四、波的衍射 （二）发生明显衍射现象的条件（二）发生明显衍射现象的条件 障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长差不障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长差不多多. . 注意：注意：一切波都能发生衍射现象而且衍射现象一直存在，只是明显不明显的问题，我们说障碍物或孔的尺寸大小不是决定衍射是

8、否能发生的条件，而是只是发生明显衍射现象的条件.（一）波的叠加（一）波的叠加 两列波在空间相遇或分离时，都能保持原来各自的状态，即频率、振幅、波长、波速及振动方向不变，继续向前传播而不互相干扰 . 在两列波的重叠区域里，任何一个质点都要同时参与两个振动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和.注意：波的叠加与两个小球相撞后的情形不同。 五、波的叠加与干涉波的叠加与干涉 （二）波的干涉（二）波的干涉 振动情况完全相同的两列波叠加，使某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动加强的区域和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉，形成的图样叫干涉图样.(1)振动加强点的质点所处的位置并不是我们同学所主观认为出现在这个位置的一定是一个波峰，或者一定是一个波谷.振动加强点的意思是两列波在这点引起的位移的方向是同向的，如当一列波在这引起一个波峰的话，另一列波肯定在此引起一波峰.所以此振动点就会出现很高的波峰，或很低的波谷，但是不会一直保持是波谷或波峰.(2)增强区或减弱区位置是确定的，即增强区的点始终增强；减弱区的点始终减弱(3)干涉也是波特有的现象.（三）干涉的条件（三）干涉的条件 干涉的产生条件：两列波频率相同、振动情况相同.六、多普勒效应 1. 现象：