振动相位相同的点连成的面
地震勘探名词解释(随身携带版)
振动图：从某一确定距离观察该处指点位移随时间变化的图形。
波剖面：某一确定时刻观察质点位移与波传播距离关系的图形。
隐伏层：指初至折射波法中不能探测到的地层。
（两类：一类是层状介质 中的低速夹层，由于V 上>V 下，因而在低速夹层的上界面不能产 生折射波而形成隐伏层。
另一类；虽然波速逐层递增，但其中某 层厚度很小，所形成的折射波不能出现在初至区，而是隐藏在续 至区中难以识别）波前扩散：地震波由震源向周围介质传播，波前面越来越大，就是说越来 越远地离开震源，其振幅也越来越少。
吸收系数：吸收作用使地震波的振幅随传播距离成指数减小，而减小的快慢又与岩石的物理性质和波的振动频率有关，常用吸收系数表示波损失：反射波在离开反射点的振动方向相对于入射波到达入射点的振动 相差半个周期。
转换波:当一入射波入射到反射界面时,会产生与其类型相同的反射波或透射波,也会产生类型不同的,与其类型不同的称为转换波.瑞雷面波：分布在自由界面附近并沿自由界面传播的面波。
勒夫面波：当存在一速度低于下层介质的表面时，在低速带顶、底界面之间产生一种平行于 界面的波动。
散射波：相对于波长较小或可比时则发生散射。
斯奈尔定理：是描述反射波和透射波射线几何关系的一个定律，所以又称为反射透射定律。
其主要内容有以下三个方面：①入射线、反射线、透射线在同一平面内（即射线平面）②入射角=反射角③透射角取决于入射角和界面上、下介质的波速比值PV V V =='=211sin sin sin βαα 式中v1、v2分别为界面上、下介质的波速，p 为射线参量纵向分辨率：地震记录沿垂直方向可分辨的最小地层厚度 横向分辨率：地震记录沿水平方向可分辨最窄的地质体的宽度第一菲涅尔带：地表点震源发出的球面波到达界面时的波前面，与前面相距1/4波长先期到达的另一波前面在界面上形成的圆杨氏模量:当弹性体在弹性限度内单向拉伸时，应力与应变的比值。
泊松比：介质的横向应变与纵向应变的比值。
平面简谐波的表达式
波数( k)：波长的倒数称为波数。或：单位长度 所包含的完整波的数目，称为波数。
2021/8/7
3、波速
波速u—振动状态(位相)的传播速度，又称相速。 波速完全由介质的性质来确定。
思考：1、振动速度和波速的区别和联系？
y
A
u
B
x
OC
2021/8/7
例2：机械波的表达式为y = 0.03cos6π(t + 0.01x ) (SI) ，则 (A) 其振幅为3 m． (B) 其周期为1/3 S． (C) 其波速为10 m/s． (D) 波沿x轴正向传播．
2021/8/7
例3：一平面简谐波沿x轴正方向传播，波速u = 100 m/s，t = 0时刻的波形曲线如图所示．可知波长l = ____________； 振幅A = __________； 频率n = ____________．
波形曲线
A o
y v
t0 P
u x
某时刻，波线上各质点位 移随位置变化规律
由波形曲线可知: 该时刻各质点位移,
波长 , 振幅A
曲线形状随t 向前平移
2021/8/7
三、 平面简谐波的表达式
➢ 建立波函数的依据 波的空间、时间周期性 沿波传播方向各质元振动状态(相位)相继落后。
讨论一维情况，平面简谐行波 建立 ΨΨ（x、t）的数学形式
本章主要讨论机械波。 重点：讨论简谐振动沿一个方向传播形成的平 面简谐波。
2021/8/7
一、一维简谐波的描述
振动在空间传播
波动
波源 媒质 振动
在弹性媒质中，各质点之间是以弹性力相互联系着的。 当介质中的一个质点开始振动后，在弹性力的
无损检测超声考试简答题
⽆损检测超声考试简答题前⾔本次试题为从⽹上搜集，经我整理⽽成。
全篇采⽤Word 2003软件进⾏编辑，所有公式采⽤公式编辑器进⾏书写，我主要负责对题⽬答案重新校对。
例如：在聚焦⽅法上增加了反射式聚焦⽅法。
⾃培训结束之后，包括培训期间，我就开始着⼿搜集资料，致⼒于对题⽬答案的校对。
我已经获得中国机械⼯程学会⽆损检测学会认可的⽆损检测超声波（UT）锻件、板、型材（F、P）、管⼦、管道（T）、铸件（C）⼆级证书，在培训学习期间，我也参加了焊缝的培训。
本次试题，是针对⽆损检测超声波（UT）锻件、板、型材（F、P）、管⼦、管道（T）、铸件（C）、焊缝（W），⼆级考证⼈员编写。
⼀级考证⼈员，可挑选适合⾃⼰的题⽬，有选择性地进⾏练习，三级考证⼈员，可当做练兵题，加以复习基础知识，熟悉教材考点。
由于本⼈能⼒有限，对个别题⽬解释不是很到位，希望能与有识之⼠⼀起探讨，共同完成本试题编写⼯作。
在这⾥，希望能够对你的学习有所裨益！简答题三、根据题⽬要求，请对其相关概念进⾏准确简述，完成题⽬要求。
1.什么是机械振动和机械波？两者有何关系？答：物体沿着直线或曲线在某⼀平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。
机械振动在弹性介质中传播就产⽣机械波，振动是产⽣波动的根源，⽽波动是振动这⼀运动⽅式在介质中的传播。
2.什么是振动周期和振动频率？两者有何关系？答：振动物体完成⼀次全振动所需的时间，称为振动周期。
⽤T 表⽰。
常⽤单位为秒()s 。
振动物体在单位时间内完成全振动的次数，称为振动频率，⽤f 表⽰。
常⽤单位为赫兹()Hz 。
1赫兹表⽰1秒钟内完成1次全振动。
即秒次/11=Hz 。
由圆周和频率的定义可知，⼆者互为倒数。
即：f 1=T 。
3.什么是谐振动?有何特点？.什么叫阻尼振动和受迫振动？两者有何不同？答：质点M 作匀速圆周运动时，其⽔平投影是⼀种振动。
质点M 的⽔平位移y 和时间t 的关系可⽤⽅程()Φ+=t A y ωcos 来描述，该⽅程称为谐振⽅程，凡满⾜谐振⽅程的振动就是谐振动。
第三章 振动和波
x= Acos(ωf t +α)
A= H
2 2 2 m (ω0 −ωf )2 +4β 2ωf
α =arctan 2 2 ω0 −ωf
12
−2βωf
三、共振
振动系统作受迫振动时， 振动系统作受迫振动时，改变强迫力的角频率ωf使其 振幅达到极大值的现象，称为共振。 振幅达到极大值的现象，称为共振。
dA 可得： 令 =0，可得： dωf
令
+ω2x=0 2
k = ω2 m
解方程得： 解方程得：
x= Acos(ωt +ϕ)
简谐运动方程
振动物体的速度和加速度
dx υ= =−Aωsin(ωt +ϕ) dt d2x a= 2 =−Aω2 cos(ωt +ϕ) dt
4
特征量
称为振幅。 1、振幅：振动物体离开平衡位置的最大位移A称为振幅。 振幅：振动物体离开平衡位置的最大位移 称为振幅 2、周期和频率：振动物体完成一次振动所需要的时间T，称为 周期和频率：振动物体完成一次振动所需要的时间 ， 振动周期。 称为频率。 振动周期。 在单位时间内所完成的振动次数ν，称为频率。 振 动物体在2π 称为系统的角频率。 动物体在 π秒内所完成的振动次数ω，称为系统的角频率。
17
x=x1 + x2 = A cos(ωt +ϕ1) + A2 cos(ωt +ϕ2 ) 1
2 = A2 + A2 +2A A2 cos(ϕ2 −ϕ1) 1 1
A = A + A + 2A A cos(ϕ 2−ϕ 1) 1 2
2 1 2 2
A sin ϕ 1+ A2 sin ϕ 2 tgϕ = 1 A cosϕ 1+ A2 cosϕ 2 1
2.振动和波考试重点和习题答案
第八章 振动和波下面重点要考试内容：1.掌握简谐振动的基本概念、简谐振动的余弦表达式2.掌握旋转矢量表示法、振幅、相位概念、掌握振动能量的公式3.掌握同方向同频率谐振动的合成4.掌握平面简谐波的表达式及其意义、掌握波的能流密度和波的干涉5.理解机械波的产生和传播、惠更斯原理、波的衰减;；理解拍、相互垂直谐振动的合成8-1 试解释下列名词:简谐振动、振幅、频谱分析、基频、频谱图、波动、横波、纵波、波阵面、波的强度。
答: ①简谐振动:质点在弹性力（或准弹性力）作用下所作的振动叫简谐振动，其加速度与离开平衡位置的位移成正比，且方向相反。
②振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。
③频谱分析:将任一周期性振动分解为多个简谐振动之和的过程，称为频谱分析。
④基频:一个复杂的振动可以分解为若干个频率不同的简谐振动之和，这些分振动频率中最低的频率称为基频，它与原振动的频率相同。
⑤频谱图:将组成一个复杂振动的各分振动的频率和振幅找出来，按振幅与频率关系列出谱线，这种图称为频谱图。
⑥波动:振动在介质中的传播现象叫波动，它也是一种重要的能量传播过程。
其中简谐振动在介质中传播所形成的波叫简谐波。
⑦横波:波在介质中传播时，如果介质中各质点振动的方向与波的传播方向垂直，则该波叫做横波。
⑧纵波:如果介质中各质点振动的方向与波的传播方向相互平行，则这种波称为纵波。
⑨波阵面:在波传播的介质中，质点振动相位相同的各点连成的面称为波阵面。
⑩波的强度:单位时间内通过垂直于波的传播方向单位面积上的平均能量，称为波的强度。
8-2 有一质点作简谐振动，试分析它在下列位置时的位移、速度、加速度的大小和方向:①平衡位置，向正方向运动;②平衡位置，向负方向运动;③正方向的端点;④负方向的端点。
解: 设该质点的振动方程为:)cos(ϕω+=t A x将它对时间t 分别求一阶导数、二阶导数，可得到速度v 和加速度a 的表达式:)2cos()sin(πϕωωϕωω++=+-==t A t A dt dx v)cos()cos(2222πϕωωϕωω++=+-==t A t A dtxd a 由此可以看出，速度的相位超前位移2π，加速度与位移的相位相反。
超声基础知识部分
第一单元超声波检测的物理基础1、机械振动：有些物体在某一固定的位置（即平衡位置）附近作周期性的往复运动，这种运动形式被称为机械振动，简称振动。
2、自由振动：做振动的系统在外力的作用下物体离开平衡位置以后就能自行按其固有频率振动，而不再需要外力的作用，这种不在外力作用下的振动称为自由振动。
3、无阻尼自由振动：理想情况下的自由振动叫无阻尼自由振动。
自由振动时的周期叫固有周期，自由振动时的频率叫固有频率，它们由振动系统自身条件所决定，与振幅无关。
4、简谐振动：最简单最基本的直线无阻尼自由振动称为简谐振动，简称谐振。
5、在周期性外力的作用下产生的振动称为受迫振动，这个周期性的外力称为策动力。
6、机械波：机械振动在弹性介质中的传播过程，称为机械波。
机械波产生的条件：有机械振动振源和传播振动的弹性介质。
7、波长：在同一波线上两个相邻的振动相位相同的质点之间的距离，称为波长（即一个“波”的长度），用符号λ表示。
波长的常用单位是毫米（mm）或米（m）。
8、频率：单位时间内波动通过某一位置的完整波的数目，称为波动频率，也是质点在单位时间内的振动次数，用符号f表示。
频率的常用单位是赫兹（Hz），即（次）/秒。
波的频率是波源的振动频率，与介质无关。
9、周期：周期在数值上等于频率的倒数，它是波动前进一个波长的距离所需要的时间，用符号T表示。
周期的常用单位有秒（s）。
10、波速：在波动过程中，某一振动状态（即振动相位）在单位时间内所传播的距离叫做波速，用c表示，其常用单位为米/秒（m/s）。
波速的影响因素有：（1）介质的弹性模量和密度；（2）波的类型；（3）传播过程中的温度。
11、惠更斯原理：媒质中波动传到的各点，都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包迹就决定新的波阵面。
惠更斯原理对任何波动过程都适用，不论是机械波或电磁波，不论这些波动经过的媒质是均匀的或非均匀的。
利用惠更斯原理可以确定波前的几何形状和波的传播方向。
大学物理第6章机械波
则合成振动 的振幅最大
当
2
r2
l
r1
即
（ 0,1,2,
则合成振动 的振幅最小
)时
波程差为零或为波长的整数倍 时，各质点的振幅最大，干涉相长。
波程差为半波长的奇数倍时， 各质点的振幅最小，干涉相消。
两相干波源 同初相， 2 m 振动方向垂直纸面
到定点 P 的距离 50 m
P
当 满足什么条件时 在 P 点发生相消干涉； 在 P 点发生相长干涉。
A1
P点给定，则 A1
sin( j 1
2r1 )
l
A2 sin( j 2
c恒os定(。j故1 空间2l每r1一)点的A合2 c成os振( j幅2A
2r2 )
l
保2持r恒2 定) 。
l
相长与相消干涉
A
A12 A22
2 A1 A2 cos (j 2
j1
2
r2
l
r1
)
当
j2
j1
2
r2
l
r1
当
j2
j1
2
r2
波
腹
ma x
波 节
min 0
正向行波
反向行波
驻波的形成
在同一坐标系 XOY 中
正向波 反向波 驻波
点击鼠标，观察 在一个周期T 中 不同时刻各波的 波形图。
每点击一次， 时间步进
正向波 反向波
驻波形成图解
ttt====t7353=TTTT0T///82488
4
合成驻波
驻波方程
正向波 由
反向波
为简明起见， 设
并用
改写原式得
驻波方程
注意到三角函数关系
第七章 振动和波动(2)
y
u
x
x = u t
O
t
t + t
x
y
O
u t + t
x y A cos[ ( t ) ] u
x
★ 波函数的物理意义
t
— 波函数既描述了波线上各质点振动状态及相位差异， 又描述了随着时间的推移，波形以波速 u 沿传播方向传播的
情况，具有完整的波动意义。
★ 简谐波具有空间和时间周期性：
2
①
t x y 1.0 cos[ 2 ( ) ] 2.0 4.0 2
(2) 将 t = 1.0 s 代入 ①式得出此时刻波形方程:
1.0 x y 1.0 cos[2 ( ) ] 1.0 cos( x ) 2.0 4.0 2 2 2 y /m u ② y 1.0 sin x 1.0 2 由②式可画出 t = 1.0 s 的波形图：
2、横波和纵波
1） 横波: 振动方向⊥传播方向的波。 2）纵波: 振动方向∥传播方向的波。
固体中的波源可以产生横波和纵波。 液体和气体中的波源只能产生纵波。 水面波既不是纵波，也不是横波。
任一波(如水波、地表波)都能分解为横波与纵波进行研究。
3、波的几何描述
1） 波面 — 振动相位相同的各点连成的面(同相面)。
空间上每隔λ的距离出现振动状态相同的点； 时间上每隔 T 的时间波形重复一次。
★ 平面简谐波的波函数既适用于横波，也适用于纵波。
3.波沿着x轴负方向传播
y A cos [ t 2
4.波函数的复数表示
波函数
x
]
]
y A cos [ t 2
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理学院 物理系 陈强
第9章 波动 波面 波前 振动相位相同的点连成的面。
最前面的波面。
波前 波面 波线
平面波 （波面为平面的波） 波线（波射线） 球面波 （波面为球面的波）
波的传播方向。
在各向同性媒质 中，波线恒与波面垂直。
6
1
理学院 物理系 陈强
第9章 波动 波传播方向 波速
波长 周期 频率 波速
振动状态完全相同的相邻两质点之间的距离。
波形移过一个波长所需的时间。
周期的倒数。
单位时间内振动状态（相位）的传播速度， 又称相速。
机械波速取决于弹性媒质的物理性质。
或
7
2
理学院 物理系 陈强
第9章 波动
球面波、柱面波、平面波:
z z z
y x
x
y
x
y 球面波
平面波
柱面波
媒质中各质点的位移都随时间变化，如何描述？
8
3
理学院 物理系 陈强
第9章 波动
二.波函数(波方程)
与书里的符号不一样 r 波函数ψ : 随其平衡位置 r 和时间t变化的数学函数
r r r 振动方程： 对确定的 r0, ψ (r0 , t ) 给出以 r0为平衡位 置的质点的振动。
相应的ψ-t曲线称为振动曲线 r 波形方程：对确定的 t0 , ψ ( r , t0 ) ψ T 给出t0时刻各质点的位移 。
O t
相应的ψ-x曲线称为波形曲线 注意波函数与振动方程、波形 方程的区别！
O
ψ = ψ (r , t )
r
ψ
λ
x
9
4
理学院 物理系 陈强
第9章 波动
弦: 横波, u = Τ μ ; T : 张力; μ : 质量线密度 杆: 纵波, u = Y ρ ; Y : 杨氏模量; ρ : 质量体密度 固体: 纵波、横波都存在, 纵波 ul = Y ρ 横波 ut = N ρ (< ul ) ; N : 切变模量( <Y ) 液体、气体: 纵波, u =
B ρ ; B : 体变弹性模量 γ RT γ p = 稀薄大气中的纵波波速: ul = ρ M
与温度、压强等有关。
γ —气体摩尔热容比 声速: 空气: ~340m/s, 水: 1480m/s, 金属: ~3-6km/s
10
5
。