物理机械波及波的形式波长波线及波面波速公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版 当质点作振动时，由于质点间互相作用，当质点作振动时，由于质点间互相作用，带动周围其它质点运动，各质点振动相位依带动周围其它质点运动，各质点振动相位依次滞后，振动这一运动形式就在介质中传播次滞后，振动这一运动形式就在介质中传播开来。开来。1第1页第1页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版振动和波动关系：振动和波动关系：机械波、电磁波、物质波机械波、电磁波、物质波振动振动波动成因波动成因波动波动振动传播振动传播 波动种类：波动种类：2第2页第2页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版一一 机械波形成机械波形成 能传播机械振动媒质能传播机械振动媒质（空气、水、钢铁等）（空气、水、钢铁等）2 2、介质、介质作机械振动物体作机械振动物体（声带、乐器等）（声带、乐器等）1 1、波源、波源 波是运动状态传播，介质质波是运动状态传播，介质质点并不随波传播点并不随波传播.注意注意3第3页第3页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版二二 横波与纵波横波与纵波1 1、横波、横波波传播方向上各点振动方向与波传播波传播方向上各点振动方向与波传播方向垂直方向垂直4第4页第4页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版 2 2、纵波、纵波（又称疏密波）（又称疏密波）特点：质点振动方向与波传播方向一致特点：质点振动方向与波传播方向一致比如：弹簧波、比如：弹簧波、声波声波5第5页第5页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版3 3 复杂波复杂波 （本章研究对象）（本章研究对象）特点：波源及介质中各点均作简谐振动特点：波源及介质中各点均作简谐振动特点：复杂波可分解为横波和纵波合成特点：复杂波可分解为横波和纵波合成比如：地震波比如：地震波 简谐波简谐波6第6页第6页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版t=00481620 12 t=T/2 t=3T/4 t=T t=T/4 振源完毕一个全振动，完毕一个完整波形。振源完毕一个全振动，完毕一个完整波形。7第7页第7页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版三三 波长波长 波周期和频率波周期和频率 波速波速OyA A -波传播方向上相邻两振动状态完全相波传播方向上相邻两振动状态完全相同质点间距离（一完整波长度）同质点间距离（一完整波长度）.1 1、波长、波长8第8页第8页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版横波：横波：相邻相邻 波峰波峰波峰波峰 波谷波谷 波谷波谷 纵波：纵波：相邻相邻 波疏波疏波疏波疏 波密波密波密波密9第9页第9页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版2 2、周期、周期 T T 波传过一波长所需时间，或一完整波波传过一波长所需时间，或一完整波通过波线上某点所需时间通过波线上某点所需时间.3 3、频率、频率 单位时间内波向前传播完整波数目单位时间内波向前传播完整波数目.（1 内向前传播了几种波长）内向前传播了几种波长）决定于介质性质（弹性模量和密度）决定于介质性质（弹性模量和密度）波在介质中传播速度波在介质中传播速度 4 4、波速、波速 10第10页第10页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版 弹性介质在受到外力作用时会发生形变，弹性介质在受到外力作用时会发生形变，弹性程度内形变在外力消失后能够恢复，称弹性程度内形变在外力消失后能够恢复，称作作弹性形变弹性形变。振动在弹性介质中传播是有条件。振动在弹性介质中传播是有条件。只有只有当介质含有某种弹性形变，机械振动才有也当介质含有某种弹性形变，机械振动才有也许在介质中传播许在介质中传播。比如液体含有体应变，在。比如液体含有体应变，在液体中能够传播纵波；固体含有切应变，在液体中能够传播纵波；固体含有切应变，在固体中能够传播横波。固体中能够传播横波。物体弹性形变物体弹性形变11第11页第11页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版（1 1）线变）线变 长度为长度为 l l 固体棒在其两端沿轴线方向加固体棒在其两端沿轴线方向加以大小相等方向相反外力时，长度伸长以大小相等方向相反外力时，长度伸长 l l，定义定义杨氏弹性模量杨氏弹性模量纵波波速纵波波速12第12页第12页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版（2 2）切变）切变 矩形材料在其两侧面受到一对与侧面平矩形材料在其两侧面受到一对与侧面平行力偶作用，矩形材料在切向发生形变。行力偶作用，矩形材料在切向发生形变。定定义义切变模量切变模量横波波速横波波速13第13页第13页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版（3 3）体变）体变 体积为体积为 V V 物体受到压强改变物体受到压强改变 p p时，其时，其体积随之发生改变体积随之发生改变 V V，定义定义体积模量体积模量纵波波速纵波波速14第14页第14页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版波速典型数据波速典型数据 介质介质 纵波波速纵波波速m/sm/s 横波波速横波波速m/sm/s 硬玻璃硬玻璃 5640 3280 5640 3280 铜铜 5010 2270 5010 2270低碳钢低碳钢 5960 3235 5960 3235 海水海水 1531 -1531 -空气空气 331 -331 -二氧化碳二氧化碳 259 -259 -15第15页第15页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版四个物理量联系四个物理量联系注意注意周期或频率只决定于波源振动周期或频率只决定于波源振动波速只决定于介质性质波速只决定于介质性质16第16页第16页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版四四 波线波线 波面波面 波前波前振动相位相同点构成面称为波阵面振动相位相同点构成面称为波阵面1 1 波线波线2 2 波阵面波阵面波传播方向波传播方向任一时刻波源最初振动状态在各方向任一时刻波源最初振动状态在各方向上传到点轨迹上传到点轨迹.波前是最前面波阵面波前是最前面波阵面17第17页第17页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版分类（分类（1 1）平面波平面波 （2 2）球面波球面波18第18页第18页4-5 4-5 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版性质性质（3 3）各向同性介质中，波线垂直于波阵面各向同性介质中，波线垂直于波阵面.（2 2）波阵面推动即为波传播波阵面推动即为波传播.（1 1）同一波阵面上各点振动状态相同同一波阵面上各点振动状态相同.19第19页第19页