文档介绍：第五章波动
1、了解机械波的形成及传播规律。
2、掌握声学的基本概念及其物理意义;
3、理解多普勒效应及其应用
4、掌握超声波的特性及其医学应用。
本章的基本要求
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振动
振动:任何一个物理量的周期变化
机械振动:物体在一定位置附近所作的来回往复的运动
简谐振动(simple harmonic vibration):
任何复杂的振动都可以看成是若干个简谐振动的合成
y
t
A
-A
o
用时间的余弦(或正弦)函数来描述的运动,即为简谐振动
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振幅 A :离开平衡位置的最大位移。——决定振动的范围
相位 w t +j 和初相位 j : 决定简谐振动状态的物理量
周期 T(s)和频率(Hz) 、角频率(rad/s)
——决定振动的快慢
简谐振动特征量(三要素):
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振动状态的传播就是波动,简称波。
激发波动的振动系统称为波源。
第一节机械波
一、机械波(mechanical wave)
1、机械波的产生
波源处质点的振动通过弹性介质中的弹性力,将振动传播开去,从而形成机械波。
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机械波:机械振动在弹性介质中的传播。
产生条件:(1)要有作机械振动的物体,亦即波源。
(2)要有能够传播这种振动的介质。
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纵波:质点的振动方向和波的传播方向相互平行
(可在固体、液体和气体中传播)
2、横波(transverse wave)与纵波(longitudinal wave)
横波:质点的振动方向和波的传播方向相互垂直(仅在固体中传播)
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二、波面和波线
波面(波阵面):振动相位相同的点组成的面。
波前:传播在最前的波面。
波线:发自波源,与波面垂直指向波的传播方向
的射线。
机械波的传播特征:
波动是波源的振动状态或振动能量在介质中的传播,介质的质点并不随波前进。
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波前
波线
2、球面波
1、平面波
波线
波面
波前
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y
A
A
-
O
三、描述波动的物理量
波长:沿波的传播方向,两个相邻的、相位差为的振动质点之间的距离,即一个完整波形的长度.
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周期:波前进一个波长的距离所需要的时间.
频率: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: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!
波速只决定于介质的性质!
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