中国石油大学物理学第7章.ppt

,第六章,波动学基础,机械波的产生和传播,3,、,横波和纵波,(1),横波,:,传播方向与振动方向,垂直,(,绳上波,),(2),纵波,:,传播方向与振动方向,平行,(,空气中声波,),任一波例如，水波、地表波，都能分解为,横波与纵波来进行研究。,2,、,机械波产生的条件,:,(1),要有振源,(,波源,),(2),要有传播振动的弹性媒质,一,.,基本概念,1,、,机械波,:,机械振动在弹性媒质中的传播,机械波的产生与传播,(2),波前,:,某时刻在,最前面的波面,(3),波射线,:,沿波的传播方向作的射线,简称波线,在各向同性均匀介质中，波线与波阵面垂直,.,(1),波面,:t,时刻,相位相同的点,组成的空间曲面,(,波阵面,),4,、,波的几何描述,波面、波线、波前,波面,波线,波线,波面,二、平面简谐波,1,、,简谐波,:(,简谐振动在空间的传播,),特点,:,(1),每个质元在平衡位置附近作简谐振动,而振动以一定的速度由近及远传播,.,(2),后振动的质点比先振动的质点的状态落后一段时间,.,2,、,描述简谐波的物理量,(1),波速,u,:,取决于媒质,(,与频率无关,),波速,某一振动状态,(,或,振动相位,),单位时间内,所传播的距离称为波速 ，也称之,相速,。,固体中,横波,:,纵波,:,其中,:,G,切变弹性模量,Y,杨氏弹性模量,(2),波长,:,波传播过程中,同一波线上两个相邻的、相位差为,2,的两质元间的距离。反映了,波的空间周期性,。,液体、气体中,(,仅有纵波,),B,液体或气体的容变弹性模量,媒质的密度,(3),波的周期,T,：,某振动状态,传过一个波长,虽经历,的时间，或一个完整的波通过波线上某一点所需要的时间叫做波的周期,T,。与振源的振动周期相同，反映了,波的时间周期性,(4),频率,f,单位时间内波动传播的距离中所包含的完整波长的数目。,(7),波速、波长、周期、频率之间的关系,(6),角波数,k,波线上单位长度相位的变化,在数值上等于波线上,2,长度内包含完整波的数目,。,(5),角频率,波在,2,时间内传播的距离中包含完整波的数目，也等于单位时间传播的距离上相位的,变,化,。,即,