机械波复习课

1、机械波机械波横横波波纵纵波波波波的的图图象象波波的的公公式式波波的的衍衍射射波波的的叠叠加加波波的的干干涉涉多多普普勒勒效效应应形形成成与与传传播播特特点点类类型型描描述述方方法法有有关关规规律律实实例例次次声声波波和和超超声声波波Y/cmY/cmX/m-6-4-202468105-5BAC波传播方向波传播方向在在t=0时刻波形如图时刻波形如图1)波源开始振动的方向波源开始振动的方向_。2)A质点经质点经0.7S，第二次到达波峰位置，则波速，第二次到达波峰位置，则波速V=_。3)波谷传到波谷传到x=10m时，需经时，需经t=_；B质点位移质点位移_， 振动方向振动方向_； C质点位移质点位移_

2、，振动方向，振动方向_。4)从从t=0到波传到到波传到x=10m时间内，时间内，A质点运动的路程质点运动的路程_。5)画出画出A、B、C从此时刻开始的振动图像。从此时刻开始的振动图像。Y/cmY/cmX/m-6-4-202468105-5BAC波传播方向波传播方向在在t=0时刻波形如图时刻波形如图向上向上10m/s1.3 S0向上向上0向下向下50cm-5Y/cmY/cmt/s00.20. 40. 60. 85A质质点点振振动动图图象象Y/cmY/cmt/s00.20. 40. 60. 85-5B质质点点振振动动图图象象Y/cmY/cmt/s00.20. 40. 60. 85-5C质质点点振振

3、动动图图象象波的图象中的多解和特解波的图象中的多解和特解1）波传播的双向性）波传播的双向性2）波传播的周期性）波传播的周期性波的传播，在经过若干个完整的周期波的传播，在经过若干个完整的周期nT后，波形图是相后，波形图是相同的，所以在确定波的传播距离时需注意，不仅仅从波同的，所以在确定波的传播距离时需注意，不仅仅从波形的变化上来判断，还要考虑到周期性。形的变化上来判断，还要考虑到周期性。例如从波形图上看出传播距离为例如从波形图上看出传播距离为/2,/2,则实际传播的距离通式应为：则实际传播的距离通式应为：x=nx=n+ +/2/2 所对应传播时间所对应传播时间t t的通式：的通式：t=nT+t/

4、2t=nT+t/2，n= 0n= 0,1,2,1,2,3 3Y/cmX/m-3-2-10123解：由图可知解：由图可知=4m，t=0.2s。1)当波向左传播时，当波向左传播时， x=n +3/4 =(4n+3) m n=0,1，2，32)当波向右传播时，当波向右传播时， t=nT+1/4 T T= t/(n+1/4) n=0.1，2，3 当当n=0时，时，Tmax=0.8s3)当波向右传播时，当波向右传播时， x=（n+1/4） ， V= x/t = （n+1/4） / t =（20n+5）m/s， n=0.1，2，3 V不可能为不可能为当波向左传播时，当波向左传播时， x=（n+3/4） ，

5、 V= x/t = （n+3/4） / t =（20n+15）m/s， n=0.1，2，3当当n=1时，时，V=干涉的产生条件：干涉的产生条件： 两列波频率相同、振动情况相同两列波频率相同、振动情况相同.注意：注意： 1)加强区域：加强区域：两列波在这点引起的位移的方向是同向的两列波在这点引起的位移的方向是同向的 减弱区域：减弱区域：两列波在这点引起的位移的方向是同反的两列波在这点引起的位移的方向是同反的 加强与减弱是指能量与振幅的加强与减弱。加强与减弱是指能量与振幅的加强与减弱。2）加强区域和减弱区域相互隔开，）加强区域和减弱区域相互隔开，加强区域始终加强区域始终加强减弱区域始终减弱。加强减

6、弱区域始终减弱。波的干涉波的干涉两列完全相同两列完全相同的波产生干涉，实线表的波产生干涉，实线表示波峰，虚线表示波谷，示波峰，虚线表示波谷，振幅均为振幅均为2cm,其中其中E为为BD中点，则中点，则( )DABCEA：D质点为振动加强、质点为振动加强、A质点为振动减弱质点为振动减弱B：E质点振动加强质点振动加强C：B、D两点在该时刻的竖直高度差为两点在该时刻的竖直高度差为8cmD： A质点和质点和E质点都静止不动质点都静止不动ADBCES1S2波的干涉的解释：波的干涉的解释：S1S2= 多普勒效应多普勒效应l1.1. 现象：声源的频率不变，观察者接收现象：声源的频率不变，观察者接收 到的频率到

7、的频率发生变化。发生变化。l2.2.产生原因：波源与观察者之间有相对运动。产生原因：波源与观察者之间有相对运动。l3.3.变化规律：变化规律： 二者接近时，观察者接收到的频率增大二者接近时，观察者接收到的频率增大 二者远离时，观察者接收到的频率减小。二者远离时，观察者接收到的频率减小。l4.4.多普勒效应应用多普勒效应应用 l1.1. 频率范围：频率范围：f f次次20Hz20Hz，f f超超20000Hz20000Hz。l2.2. 次声波来源次声波来源 台风、地震、核爆炸，火箭起飞能产生次声波。台风、地震、核爆炸，火箭起飞能产生次声波。l3.3. 超声波特点：沿直线传播，传播距离远，超声波特点：沿直线传播，传播距离远， 是机械波。是机械波。 水声测位仪，超声波探伤仪，水声测位仪，超声波探伤仪， B超，超声加湿器超，超声加湿器次声波和超声波次声波和超声波AB3)3)振动加强点的质点所处的位置并不是我们同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峰，或者一定是一个波谷. .振动加强点的意思是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两列波在这点引起的位移的方向是同向的，如，如当一列波在这引起一个波峰