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文档简介
波动提纲1.什么是波?波有哪些种类?3.什么是平面简谐波?4.如何得到平面简谐波的波函数?2.机械波有哪些特征?如何表示?
1.波是机械波机械振动在弹性介质中的传播过程。一、波及其特征量振动状态在空间的传播过程机械波的特点:需要波源和弹性介质;是介质中大量质点参与的集体运动;质点并不“随波逐流”,而是在各自的平衡位置附近振动。电磁波一、波及其特征量交变电磁场在空间的传播过程。机械波与电磁波的共同特征:具有一定的传播速度能够产生干涉、衍射现象物质波微观粒子的内禀属性。具有相似的数学表达式伴随着能量的传播1.波是机械波机械振动在弹性介质中的传播过程。振动状态在空间的传播过程无处不在的波电磁波f<20Hz次声波
infrasoundlowfrequency,longwavelength
超声波2.机械波的几个基本概念一、波及其特征量(1)横波、纵波波的传播方向、质点的振动方向横波——
切变、纵波——体变地震波——
既有横波,又有纵波
水波——
既有横波成分,又有纵波成分2.机械波的几个基本概念一、波及其特征量(2)平面波、球面波、柱面波波面波线波前波面波线波前
波线:由波源引出的表示波传播方向的有向直线;波面:不同波线上相位相同的点连成的曲面;波前:某一时刻最前面的波面。2.机械波的几个基本概念一、波及其特征量(3)平面简谐波(一种最简单、最基本的波)在均匀、无吸收的介质中,媒质中的质元均做简谐运动。任何非简谐的复杂波,可以看成由一系列频率不同的简谐波叠加而成。2.机械波的几个基本概念一、波及其特征量(3)平面简谐波(一种最简单、最基本的波)特点:频率唯一波的传播具有周期性在均匀、无吸收的介质中,媒质中的质元均做简谐运动。可视为一维传播问题y(x,t)振幅恒定波面yx无限延伸且永远存在任何非简谐的复杂波,可以看成由一系列频率不同的简谐波叠加而成。3.描述简谐波的物理量(1)波长(2)周期(3)波速沿波传播方向,两个相邻的相位差为波传播一个波长的距离所需的时间。振动状态在单位时间内传播的距离。一、波及其特征量
OxAy的振动质元间的距离。几种波速的实验公式固体中的横波波速:G切变模量固体中的纵波波速:E弹性模量液体,气体中的纵波波速:K体积模量qSfflΔlffΔVppVV´p+Δpp+Δp波速取决于介质的力学性质!二、平面简谐波的波函数介质中任一质点(坐标为x)相对其平衡位置P*O1.平面简谐波波函数点P(x)振动方程为令原点O
的振动方程为波函数为:的位移(坐标为y)随时间的变化关系讨论:(1)若波沿x轴负方向传播波函数为:(2)若
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