文档介绍：物质运动的波动性及其原因[摘要]波是物质运动的基本属性,任何物体的运动只要达到一定的速度,都要发生波动,物质本身不存在波动性,只有物质运动才具有波动性。本文主要分析波产生的原因和波的动能来源,为进一步研究物质运动的波动性的本质开辟一条新路,特别是对光波产生的原因的研究,认为光传播的速度是可变的。[关键词]水波波的速度波的动能光波的弯曲波是物质运动的基本属性。任何物体的运动只要达到一定的速度,都要发生波动运动。物体产生波动的根本原因在于物体穿过介质时,介质与运动物体的接触面发生变形并主要产生两个力向相反的对物体的垂直作用力,并对之进行持续的相互作用而使物体发生波动运动。(本文只研究纵波)一、波的认识1、湖面水波产生的原因现象一块石头抛入湖水中,以石头落点为中心,湖面向四周传播水波纹。产生水波的原因湖面产生水波的原因有三:①石头打击水面时,打击产生的能量沿湖水面向四周传播;②能量沿湖水面前进时,受到前方湖水的阻力;③水面上的大气压力和水面下的湖水压力共同持续作用于湖水面,两者方向相反而力量相当,上下互动,把水波推向远方。即能量沿湖水面前进时,前受湖面水阻力,上受大气压力,下受湖水向上推力,两者同时垂直且持续作用于湖水面,从而了产生水波运动。具体来说,如图:0点是石头落水的地方,0Y是湖水平面,。至Y是水波前进的方向,曲线是水波,A和E是波峰,C和G是波谷。在B、D、F、H点上,即在0Y线上,湖水向上推力与大气压力力量相等。当石头落入0点时,因打击产生能量的湖面水向外四周运动,同时受到湖水向上的对打击力的反作用力和前方水面的阻力,使向四周运动的湖面水先向上运动,运动时,同时受到湖面上大气压力的垂直作用,使其放缓速度,在向A点前进的过程中,受到湖水向上的垂直推力逐渐减弱,受到大气向下的垂直压力逐渐增强,并且,大气压力逐渐大于湖水向上的推力,到达A点时,运动的水面受到湖水的垂直推力最弱,受到的大气压力最强,两者力量差最大;接着,增大的大气压力把水面向压低,到大B点时,大气压力与湖水反作用压力相当,但由于水面运动惯性的作用,使水波低于湖面,在其向B点运行的过程中,受到湖水向上的垂直推力逐渐增强,受到大气向下的垂直压力逐渐减弱,湖水向上的推力逐渐大于大气压力,到达C点时,力量差最大;力大的湖水向上的推力将湖面水又推到E点,力量变大的大气压力又将湖面水推到G点,如此反复,湖水向上的垂直推力与大气压的垂直压力的持续的共同作用,形成了向四周远方传播的水波。水波的动能作用于湖面水波上的大气压的垂直压力与湖水向上的垂直推力之间作用力与反作用力的持续的相互作用。大气压的作用力,换句话说,就是水波接触面上的气态变形,恢复原状而具有的弹力,湖水的反作用力,就是水面变形,恢复原状而具有的弹力,两个力相互作用于水面,使水波传向远方。2、波与介质的关系由于波在运动过程中,一直受到接触并作用于它的媒介物质形态方向相反的两个垂直力量的相互作用推动,使波传得很远。因此,波穿过的媒介物质越活跃,受到的推动力越强,波就传播得越快。液态中的波比分子气态中的波传播的速度慢,分子气态中的波比离子气态中的波传播的速度慢,以此类推。粒子越小、活动性越强的介质形态,波传播时受到的阻力越小、受弹性推动力越大,因而,波速越快;反之,粒子越大、活动性越小的介质形态,波传播时受到的阻力越大、弹性推动力越小,因而,波速越慢。二、宏观物体运动的波动性及其原因宏观物体穿过介质空间运动时,围绕物体形成外围空气向中心的物体包压的状态,力向相反且相当的力作用于物体,使物体产生有节奏的波动运行。根据物体受力的接触面的不同,可分为扁形(上下、左右)和圆形两种,分别具有两种波动形式:1、扁形物体运动的波动(上下或左右波动)(1)飞机的波动运动①飞机波动飞行的原因飞机自身动力系统推动它向前作直线运动,飞机前方受到空气阻力,上面受到大气压力(重力)的向下垂直推力和下面大气向上的垂直浮力,两个基本相当的力的共同作用,使飞机在实际飞行中以动力系统推动而拟作的直线运动为轴心,环绕这个拟直线做上下波动运动。如图:0Y是飞机在自身动力系统推动下拟作的直线运动,曲线是飞机实际飞行的路线,A、E点是波峰,C、G点是波谷。B、D、F、H点在0Y轴心拟直线上,在拟直线上,大气浮力与大气压力的力量相等。飞机快速运动,受到的大气浮力大增,前面受空气阻力,其在。点偏离自身动力系统推动拟作的直线运动而向上飞向A点,在此过程中,飞机受到的大气浮力逐渐减弱,而受到的大气压力和向下的轴心拉力的合力逐渐增强,在A点时,飞机受到的大气浮力最弱,而受到的大气压力和轴心拉力的合力最强,两者力量差最大。在A点,大气压力和轴心拉力的合力将飞机往下压低,在此过程中,飞机受到的大气浮力逐渐增强,而受到大气压力和向下的轴心拉力的合力逐渐减弱,到达B点时,飞机受到