文档介绍：声波、水波、电磁波都是常见的波。
各种类型的波有其特殊性,但也有普遍的共性,可以用相同的数学形式来描述。都有波的特性:叠加原理,衍射,干涉等
波动的分类:机械波、电磁波、物质波。
与微观粒子对应的波
机械波
机械振动在介质中的传播称为机械波。
一、机械波产生的条件(源和路)
:作机械振动的物体
:由弹性力组合的连续介质
机械波是振动状态(相位)的传播,是能量的传播,而不是质点的传播。质点只在平衡位置附近振动.
波动过程即大量质点的振动过程.
波源带动弹性媒质中与其相邻的质点发生振动,后面质点的振动规律与前面质点的振动规律相同,其振动时间和相位依次落后。
§1 机械波的形成和传播
:介质中质点振动的方向与波的传播方向垂直。横波只能在固体中传播。
(或疏密波):介质中质点振动的方向与波的传播方向平行。纵波在所有物质中都可以传播。空气中的声波是纵波。液体表面的波动情况较复杂,不是单纯的纵波或横波。
二、机械波的类型
按振动方向与传播方向的关系分为
结论:机械波传播的是波源的振动状态和能量。
波线
波面
波面
波线
波面
波线
波线
波面
平面波
球面波
★各向同性均匀介质中,波线恒与波面垂直。
★沿波线方向各质点的振动相位依次落后。
三、波线、波面和波前(波阵面)
波线(波射线)--代表波的传播方向的射线。
波面(相面)某时刻振动相位相同的点组成的面
1
2
3
4
5
6
0
:同一波线上振动状态完全相同的两个相邻点之间的距离(对应的位相差为 2)
:波前进一个波长的距离所需要的时间(等于振动的周期,由波源决定)
:在波动过程中,某一振动状态在单位时间内传播的距离称为波速,也称之相速。
四、描述波动的几个物理量
频率n—单位时间内质点振动的次数。
机械波的传播速度完全取决于介质,与振源无关。(决于介质的弹性性质和惯性性质。即介质的弹性模量和介质的密度。)
波长、周期、频率和波速之间的关系
——表示波在空间的周期性
——表示波在时间上的周期性
通过波速联系起来
波源做一次全振动,波传播的距离等于一个波长
一、平面简谐波的波动方程
1、右行波的波动方程(滞后效应)
(1)已知O点振动表达式:
(O点不一定是波源)
O点在t时刻的振动状态, 经过x/u 时间传到P点。
-x/u也可理解为p点的振动落后于原点振动的时间
§2 平面简谐波的波动方程
波动方程就是经过距离x后的任意一点P的振动表达式
则P点在t时刻的振动表达式为:
或
P点的相位比O点相位落后。
时间周期
空间周期
相位周期
(2)如图,已知 P 点的振动方程:
或
思考
波动方程就是经过距离x后的任意一点P的振动表达式