机械波的形成条件和传播机理

1、机械波的形成条件和传播机理第1页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四机械波的形成条件和传播机理，横波和纵波描述波动的物理量：波长、频率和波速的关系波的图像波动问题的归类及解题方法波的叠加，干涉和衍射多普勒效应，次声波和超声波请简要回忆本章学过哪些内容？第2页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四一、波的形成条件、传播机理、种类1什么是机械波：2机械波形成的条件：（1）波源：（2）介质：3波的形成机理：介质中的各质点存在 ，当介质中某一质点发生振动时（振源），会 ，并依次引起 ，于是振动逐渐 。机械振动在介质中的传播。相互作用的弹力引起相邻的质点通过弹力发生振动更远

2、的质点发生振动由振源向周围空间传播开去第3页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四4特点：1）介质中质点间是 的关系： 的点 带动 的点依次振动（由近及远）；2）振动传递到哪一点，哪一点就 ， 并重复 的振动情况。各点振动的周期和频率与 相同 3）介质中的质点不随波 。4）波传播的是振动的 。5波的种类：质点的振动方向与波的传播方向垂直。 横波：纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上。依次带动离波源近离波源远开始振动前一点振源迁移形式、能量、信息第4页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四6振动与波的关系：振动机械波研究对象现象产生条件联系一个质点介质中振动

3、的各个质点一个质点沿直线或弧线做周期性运动很多质点都在做振动，只是依次开始受回复力，阻力小振源、介质都是周期性运动；构成介质的每个质点，在波传播过程中都做周期、振幅相同的振动，从整体看，所呈现的现象是波动。第5页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四二、描述波动的物理量：波 长：在波动中， 的两个相邻质点间的距离，叫波长。周期和频率：在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，这个周期或频率也叫波的周期或频率。由 决定。波进入另一介质时频率 。波 速：波在介质中传播的速度。由 决定。波进入另一介质时波速 。1波长、频率、波速2波的传播规律：波在均匀介质中 传播，x=v t(1)波

4、源每振动一个周期T，波沿传播方向传播一个波长=vT(2)在波的传播方向上，相距 x=n 的两质点，振动情况 ，(n+1/2) 的两质点，振动情况 。对平衡位置的位移总是相等波源不变介质本身的性质改变匀速完全相同完全相反第6页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四三、波的图像1意义：横坐标x表示 ， 纵坐标y表示 ，2形状：简谐波的图像是 曲线。不同时刻形状不同。X/cm012345Y/cm10-10t时刻t+T/4时刻Vt+T/8时刻在波的传播方向上各质点的平衡位置某一时刻(t)各质点偏离平衡位置的位移正弦或余弦第7页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四3波的图像

5、的应用t时刻的波形t时刻质点振动的方向波的传播方向t时刻的波形t+t时刻的波形波的传播方向振动图像某t时刻的波的图像波的传播方向第8页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四4波的图像与振动图像的区别振动图像波的图像意义各时刻振动的一个质点的位移的大小和方向某时刻介质中各个质点的位移的大小和方向坐标纵轴-位移，横轴-时间纵轴-位移，横轴-介质中质点的平衡位置，振动传播的距离时间变化影响随时间的延长而继续延伸，原来的曲线，形状和位置不变波形是某时刻介质中各质点所处的不同位置所连成的曲线，时间变化，质点的位置变化，形成新的波形，沿横轴向波速方向平移。振动方向按照图像的延伸方向判断根据波

6、速方向判断（逆着波速方向按图像的延伸方向判断）第9页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四带动法：沿波的传播方向上，后面的质点总是重复前面质点的运动情况，如其前方质点在其上方，后面质点将会向上运动，且在波的传播方向上，任何质点开始振动时的振动方向总会重复波源质点的振动方向 。微平移法 ：设想波经过一小段时间t,波形必定沿波的传播方向移动一小段位移s,得到一个新的图像，看图像上对应于同一横坐标x的质点的纵坐标的变化情况，就可判断质点的振动方向。 第10页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四四、波的干涉射和衍射1波的叠加：在两列波重叠的区域内，介质中的质点同时参与两种

7、振动，其振动的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和。（本质：位移的合成） 2波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔的现象叫波的干涉。 振动加强的条件：x=n（n=1,2,3,） 振动减弱的条件：x=（2n+1）/2（n=1,2,3,） 3波的衍射：波在传播过程中遇到障碍物，能过绕过障碍物的现象叫波的衍射。发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或跟波长差不多。 第11页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四五、声波1声波是 。2能够引起人耳感觉的声波频率范围是： 。3能够把回声和原声区别开来的最小时间

8、间隔为 。4声波也能产生反射，干涉和衍射 。 纵波2020 000赫兹0.1秒第12页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四六、多普勒效应、超声波、次生波1什么是多普勒效应？由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象。 3现象解释：在波源和观察者之间有相对运动时，波源的频率并没有发生变化，而是观察着接收到的频率发生了变化，若二者接近，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，接收到的频率增大；若二者远离，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，接收到的频率减小。 2现象：二者靠近时：频率增加二者远离时：频率减少波的干涉、衍射和多普勒效应是波特有的现象第13页，共14页，2022年，5月20日，3点9分，星期四3超声波和次生波的特性及应用次声波：频率低于20H