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文档简介

波速

波速主要内容:1.波速2.横波和纵波的波速3.由波动微分方程求波速a.拉紧的绳子或弦线中横波的波速为:b.均匀细棒中,纵波的波速为:波速:亦称相速度,其大小主要决定于媒质的性质,与波的频率无关.—

张力—

线密度例:ll+

l

长变Y

—杨氏模量ρ—棒的密度c.固体介质中传播的横波速率由下式给出:F

切变SxhG:切变弹性模量由于:G<Y,固体中u横波<u纵波d.液体和气体只能传播纵波,其波速由下式给出容变ppppV0+

VB:流体的容变弹性模量e.稀薄大气中的纵波波速为已知某一时刻的波前,可用几何方法决定下一时刻波面;

应用R1R2S1S2O惠更斯原理:行进中的波面上任意一点都可看作是新的子波源;所有子波源各自向外发出许多子波;各个子波所形成的包络面,就是原波面在一定时间内所传播到的新波面.同一波线上相位差为2

的质点之间的距离;即波源作一次完全振动,波前进的距离.

波长周期频率和波速波前进一个波长距离所需的时间.单位时间内,波前进距离中完整波的数目.振动状态在媒质中的传播速度.(波长反映了波的空间周期性)(周期表征了波的时间周期性)频率与周期的关系为波速与波长、周期(或频率)的关系为2π距离中完整波的数目

简谐波波函数的其它形式将k=2π/λ

、uT=λ、

ω

=2πν=2π/T

代入有若波沿轴负向传播时,则有波函数一平面简谐波沿

x轴正方向传播,已知其波函数为 a.比较法(与标准形式比较)标准形式波函数为比较可得例解波的振幅、波长、周期及波速;质点振动的最大速度.求(1)b.分析法(由各量物理意义,分析相位关系)振幅波长周期波速(2)质点振动的最大速度.如图,在下列情况下试求波函数:(3)若u

沿x

轴负向,以上两种情况又如何?例

(1)以

A

为原点;(2)以

B

为原点;BA已知A点的振动方程为:

在x轴上任取一点P

,该点振动方程为:波函数为:解P

BA

(2)以B

为原点P

BA

B

点振动方程为:波函数为:(3)以A

为原点:以B

为原点:由知(2)不仅适用于机械波,也适用于电磁波、热传导、化学中的扩散等过程;(1)

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