机械波的产生及其特征量解析

1第五章机械波2波动是振动的传播过程。振动是激发波动的源泉（波源）。机械波电磁波波动机械振动在弹性介质中的传播。交变电磁场在空间的传播。两类波的不同之处机械波的传播需有

传播振动的介质电磁波的传播可

不需介质.能量传播反射折射干涉衍射两类波的共同特征物质波概率波/几率波。3主要内容5-1

机械波的产生及其特征量5-2

平面简谐波5-3

惠更平面原理波的干涉5-4

波的叠加原理波的干涉5-5

驻波5-6

多普勒效应4基本要求1、理解机械波形成和传播的条件及其特征量。2、掌握由已知质点的简谐振动方程得出平面简谐波表达式的方法。3、了解波的叠加原理，理解波的相干条件。4、掌握两波干涉时振幅加强和减弱的条件。5、理解波的干涉、了解行波和驻波。55.1机械波的产生及其特征量6波源介质+弹性作用机械波产生条件：波源+

弹性介质波是运动状态的传播，介质的质点并不随波传播。注意机械波：机械振动在弹性介质中的传播。一机械波的形成7二横波与纵波横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直

的波。（可在固体、液体中传播）

特征：具有交替出现的波峰和波谷。8纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波。（可在固体、液体和气体中传播）特征：具有交替出现的密部和疏部。9总结一横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直

的波。

横波传播时，振动方向与传播方向垂直。波源每振动一次，沿着波的传播方向传出

一个完整的波，且具有交替出现的波峰和

波谷。横波只能在具有切变弹性的媒质中传播。如：在固体、液体中传播10总结二纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行

的波。

纵波是振动方向平行于传播方向的波。纵波只能在具有压缩和拉伸的弹性媒质中产生。如：在固体、液体和气体中传播。11三波线波面波前平面波波线：沿波的传播方向作一些带箭头的线。波面：任一时刻媒质中振动相位相同的点连接成的面。波前：某时刻相位值最小的波面称为该时刻的波前。12平面波和球面波*球面波平面波波前波面波线13四描述波动的特征量

波长周期/频率波速波长

波长λ：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为2π的振动质点之间的距离，即一个完整波形的长度.OyA-A14四描述波动的特征量

周期T：波前进一个波长的距离所需要的时间。

频率

v：周期的倒数，即单位时间内波动所传播的完整波的数目。

波速u：波动过程中，某一振动状态（即振动相位）单位时间内所传播的距离（相速）。注意周期或频率只决定于波源的振动!波速只决定于媒质的性质！15波速u与介质的性质有关，ρ为介质的密度。如声音的传播速度空气，常温混凝土横波固体纵波液、气体切变模量弹性模量体积模量16例1

在室温下，已知空气中的声速u1为340m/s，水中的声速u2为1450m/s，求频率为200Hz和2000Hz的声波在空气中和水中的波长各为多少？

在水中的波长解:在空气中的波长17解：(1)气体中纵波的速度由理想气体状态方程：例2

假如在空气中传播时,空气的压缩与膨胀过程进行得非常迅速,以致来不及与周围交换热量,声波的传播过程可看作绝热过程。(1)视空气为理想气体，试证声速u与压强P的关系为，与温度T的关系为。式中为气体摩尔热容之比，为密度，R为摩尔气体常数，M为摩尔质量。（2）求0℃和20℃时,空气中的声速。18解：(2)例2

假如在空