大学物理机械波知识点总结
物理机械波知识点总结
物理机械波知识点总结一、波的基本概念1. 波的定义：波是在空间传播的一种往复运动。
2. 波的分类：根据波的传播方向，波分为纵波和横波两种。
根据波的传播介质，波分为机械波和电磁波两种。
3. 波的特点：波具有传播、反射、折射和干涉等特点。
二、机械波的传播1. 机械波的传播介质：机械波需要通过介质进行传播，介质可以是固体、液体或气体。
2. 波的传播过程：波的传播是由波源激发出的振动引起介质中局部的运动，从而使波能够在介质中传播。
3. 波的传播速度：波的传播速度受介质性质和波长等因素影响。
三、波的基本性质1. 波长和频率：波长是波在单位时间内完成的周期运动的距离，频率是单位时间内波的振动次数。
2. 波速和波程：波速是波在单位时间内传播的距离，波程是波在单位时间内传播的距离。
3. 波的振幅和功率：振幅是波的最大偏离值，功率是波在传播过程中所具有的能量。
四、波的干涉和衍射1. 波的干涉：当两个波相遇时，它们会产生叠加效应，形成干涉现象。
2. 波的衍射：波通过障碍物或孔隙时，会产生波的传播方向的改变，形成衍射现象。
五、波的反射和折射1. 波的反射：当波遇到障碍物或介质界面时，会产生反射现象。
2. 波的折射：波在介质中传播时，其传播方向会发生改变，形成折射现象。
六、波的相干和不相干1. 波的相干：两波的相位差保持不变时，称为相干波。
2. 波的不相干：两波的相位差随时间不断变化时，称为不相干波。
七、波的衰减和衰变1. 波的衰减：波在传播过程中会逐渐损失能量，产生衰减现象。
2. 波的衰变：波在传播过程中会受到介质的阻力，导致波的幅度和频率逐渐减小。
八、波动方程波动方程是描述波的传播规律的数学方程，根据波的性质和传播介质的性质可以得到不同形式的波动方程。
以上就是机械波的基本知识点的总结，希望能对大家对机械波的理解有所帮助。
机械振动和机械波知识点总结
机械振动和机械波知识点总结机械振动和机械波是力学中重要的研究对象，涵盖了许多基本的物理概念和理论。
本文将对机械振动和机械波的知识点进行总结和概述。
一、机械振动机械振动是指物体在作用力或外界激励下，围绕平衡位置做周期性的运动。
其基本概念和理论如下：1. 平衡位置和位移：机械振动的平衡位置是物体在受到作用力后不再发生位移的位置，位移则是指物体在振动过程中距离平衡位置的偏离量。
2. 振幅和周期：振幅是指物体在振动过程中位移的最大值，周期是指物体完成一个完整振动所需要的时间。
3. 频率和角速度：频率是指单位时间内振动的次数，通常用赫兹（Hz）来表示；角速度则是指单位时间内角位移的变化率，通常用弧度/秒来表示。
4. 谐振和简谐振动：谐振是指物体在受到与其固有振动频率相同的外力激励时产生的振动现象，简谐振动是一种特殊的谐振，其运动方式是由正弦函数所描述的。
二、机械波机械波是指由固体、液体、气体等介质传递的一种能量和动量的传播形式。
以下是机械波相关的知识点总结：1. 波的性质：波的振幅、频率、波速、波长是描述波的基本性质。
振幅是指波动的最大位移，波速是指波在介质中传播的速度，波长是指波动的最小周期。
2. 纵波和横波：根据传播方向和振动方向的关系，波可以分为纵波和横波。
纵波的振动方向与波的传播方向一致，横波的振动方向与波的传播方向垂直。
3. 声波和机械波：声波是一种机械波，是由介质分子振动引起的机械波。
声波的传播需要介质的存在，例如空气、水等。
4. 声速和音频：声速是指声波在介质中传播的速度，与介质的密度和弹性有关。
音频是指人类能够听到的声波的频率范围，通常在20Hz到20kHz之间。
三、振动和波的应用振动和波有着广泛的应用领域，以下是部分应用的概述：1. 振动传感器：振动传感器可以检测物体的振动状态，并将其转换为电信号输出。
其在机械故障监测、地震预警等领域有着重要作用。
2. 声纳技术：声纳技术利用声波在水中传播的特性，用于海洋勘探、潜艇探测等军事和民用领域。
机械波 知识点总结
机械波知识点总结1. 机械波的基本特性1.1 波的传播方向与波动方向的关系根据波的传播方向与波动方向的关系，机械波可以分为横波和纵波。
在横波中，波的传播方向和波动方向垂直；在纵波中，波的传播方向和波动方向平行。
1.2 波的传播速度波动传播的速度与介质的性质有关，一般来说，传播速度和波通过的介质的性质有关。
1.3 波长、频率和波速的关系波长（λ）是一个波的一个完整周期的长度，频率（f）是一个波在单位时间内的周期数，波速（v）是波通过介质的速度。
它们之间的关系可以用公式v = λf表示。
2. 机械波的传播2.1 波的传播方式机械波的传播方式有两种：一是在弹性固体中传播，如声波在固体中传播；二是在流体中传播，如水波在水中传播。
2.2 波的衍射和干涉波动在碰到障碍物时会出现衍射，衍射是波动穿过小孔、或绕过遮挡物前后的弯曲现象，它是波动的一个重要特性。
波在相遇时会出现干涉现象，干涉是波动相遇时发生叠加的现象，波的能量会产生增强或减弱。
2.3 波的反射波动在与边界相遇时，会部分或全部返回传播方向，这种现象叫做波的反射。
3. 机械波的特殊情况3.1 声波声波是一种由物质的振动产生的机械波，通过介质（如空气、水或固体）传播。
声波是一种横波，其波动是垂直于声波的传播方向。
声波的频率范围是人类能听到的听觉范围，大约在20Hz到20kHz之间。
3.2 地震波地震波是地震产生的机械波，通过地球内部介质传播。
地震波一般包括纵波和横波两种，其中纵波传播速度比横波快，所以地震波在传播时会发生折射、反射等现象。
3.3 水波水波是在水中传播的机械波，一般来自于液体表面的振动。
水波也包括横波和纵波两种，其传播速度和频率与水波的振动方式和液体的性质有关。
4. 机械波的应用4.1 医学领域超声波是一种高频声波，可以在生物体内产生物理效应。
超声波在医学领域有多种应用，如超声波成像、超声波治疗等。
4.2 通讯领域无线电波是一种电磁波，可以在空气中传播。
机械波知识复习资料
机械波知识复习归纳资料一、知识点归纳 1. 机械波的形成（1）产生机械波的两个条件：波源及介质，两者缺一不可。
原因：介质间存在相互作用力理解机械波的研究对象是无数个质点，且都在做振幅、周期（或频率）相同，但初相依次落后的简谐振动。
（2）简谐波：波源做简谐振动，传播方向单一且振幅不变，波形图为正弦或余弦线的波为简谐波。
（3）横波、纵波（4）理解质点的振动轨迹、振动方向（或质点的运动速度方向）、波的传播方向三者的关系。
（5）机械波传播的本质①机械波传播的是振动的形式和能量，质点在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。
实质：通过传播振动的形式而将振源的能量传播出去。
波的传播是匀速的。
② 形象直观地看：是正弦（或余弦）曲线的形状沿传播方向的匀速平移。
2. 描述机械波的物理量（1）周期T ：介质中各质点的振动周期和波的传播周期都与波源的振动周期相同。
由波源决定，与介质无关。
（2）波长λ：由介质、波源共同决定 ① 相邻两个同相质点间的距离② 对于横波传播时：相邻两个波峰或波谷质点间的距离。
对于纵波传播时：相邻两个密部中央质点或疏部中央质点间的距离。
③ 机械波在一个周期内传播的距离 （3）波速v在现在学习范围内，机械波的传播速度只与介质本身的性质有关，与周期、频率、波长、波幅（振幅）无关。
（4）波速、波长、周期（或频率）三者的关系fTv λλ==3. 波的图像（1）了解波的图象的物理意义、会画波的图象、能从波的图象找出所包含的规律。
作波的图象的两种方法① 平移法：先算出经Δt 时间波传播的距离t v x ∆=∆，再把波形沿波的传播方向平移Δx 即可。
因为波动图象的重复性，若已知波长λ，则波形平移n 个λ时波形不变。
当Δx =n λ+x 时，可采取去整n λ留零x 的方法，只需平移x 即可。
② 特殊点法：在波形上找两特殊点，如过平衡位置的点和与它相邻的峰（谷）点，先确定这两点的振动方向，再看Δt=nT+t 。
大一物理知识点机械波
大一物理知识点机械波机械波是指通过物质介质传播的波动。
它是由质点在物质介质中传递的能量引起的，具有能量、动量和信息传递的功能。
在大一物理学习中，我们需要掌握一些关键的机械波知识点。
本文将介绍机械波的性质、类型、传播特性和相关公式等内容。
一、机械波的性质1. 振动与波动：机械波是由物质的振动引起的，振动是指物体围绕平衡位置做往复运动。
当振动的能量传递到介质中时，就形成了机械波。
2. 传播介质：机械波需要物质介质来传播，例如空气、水、弹簧等。
机械波无法在真空中传播，因为真空中没有物质介质。
3. 传播方向：机械波沿着与振动方向垂直的方向传播，称为纵波；沿着振动方向传播，称为横波。
4. 能量传递：机械波在传播过程中能量会从波源处传递到周围介质中，周围介质上的质点会进行振动，从而传递能量。
二、机械波的类型1. 纵波：纵波是指粒子在传播方向上振动，振动方向与波的传播方向相同。
例如声波就是一种纵波，声波的传播是由气体、液体和固体中质点的纵向振动引起的。
2. 横波：横波是指粒子在传播方向上不振动，振动方向与波的传播方向垂直。
例如水波就是一种横波，水波的传播是由液体表面上质点的横向振动引起的。
三、机械波的传播特性1. 波长（λ）：波长是指波的传播过程中，两个相邻的振动状态之间的空间距离。
波长与波速和频率有关，可以使用公式λ = v / f 来计算，其中v是波速，f是频率。
2. 频率（f）：频率是指单位时间内波的振动次数，单位是赫兹（Hz）。
频率与振动周期的倒数成正比，可以使用公式f = 1 / T 来计算，其中T是振动周期。
3. 波速（v）：波速是指波的传播速度，单位是米每秒（m/s）。
波速与波长和频率有关，可以使用公式v = λ × f 来计算。
四、机械波相关公式1. 振动周期（T）：振动周期是指物体完成一次完整振动所需要的时间，单位是秒（s）。
2. 振动频率（f）：振动频率是指单位时间内振动的次数，单位是赫兹（Hz）。
物理机械波知识点总结
02
判断质点的振动情 况
通过波动图像可以判断质点在不 同时刻的位移、速度和加速度等 振动情况。
03
计算波长、波速等 物理量
利用波动图像可以方便地计算波 长、波速等物理量，进而求解与 机械波相关的各种问题。
03
波动传播特性及能量传递 规律
波动传播方向与质点振动方向关系
横波
质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。在横波中，凸起的最高处称为波峰， 凹下的最低处称为波谷。
条件判断
发生折射现象需要满足两个条件，一是机械波从一种介质传播到另一种条件判断
干涉现象
当两列或多列频率相同的机械波在空间某一点叠加时，会形成干涉现象。干涉现象表现为加强区和减弱区的交替 出现，加强区的振幅最大，减弱区的振幅最小。
条件判断
发生干涉现象需要满足三个条件，一是存在两列或多列频率相同的机械波，二是这些波的振动方向相同，三是这 些波在空间某一点叠加。
多普勒效应在生活中的应用
医学领域
在医学领域，多普勒效应被广泛应用于超声诊断和治疗。医生可以通过超声波的多普勒效 应来检测人体内部器官的运动状态，如心脏跳动、血流速度等。
交通领域
交通警察利用多普勒雷达测速仪来测量车辆的速度。当车辆靠近雷达测速仪时，反射回来 的微波频率会变高；当车辆远离雷达测速仪时，反射回来的微波频率会变低。根据这个原 理，交通警察可以准确地测量出车辆的速度。
波长、频率和波速关系
波长（λ）
波长是指相邻两个同相位质点间的距离，通常以米（m） 为单位。
频率（f）
频率是指单位时间内质点振动的次数，通常以赫兹（Hz ）为单位。
波速（v）
波速是指波在介质中传播的速度，通常以米/秒（m/s） 为单位。
大学物理机械波知识点及试题带答案
机械波一、基本要求1、掌握描述平面简谐波的各物理量及各量之间的关系。
2、理解机械波产生的条件，掌握由已知质点的简谐振动方程得出平面简谐波的波动方程的方法及波动方程的物理意义。
理解波形图，了解波的能量、能流、能量密度。
3、理解惠更斯原理，波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。
4、了解驻波及其形成条件，了解半波损失。
5、了解多普勒效应及其产生的原因。
二、主要内容1、波长、频率与波速的关系 /u T λ= u λν=2、平面简谐波的波动方程])(2cos[ϕλπ+-=xT t A y 或 ])(cos[ϕω+-=ux t A y 当0ϕ=时上式变为)(2cos λπx T t A y -= 或 )(cos uxt A y -=ω3、波的能量、能量密度，波的吸收（1）平均能量密度：2212A ϖρω= （2）平均能流密度：2212I A u u ρωϖ==（3）波的吸收：0x I I e α-=4、惠更斯原理介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后任意时刻，这些子波的包络就是新的波前。
5、波的叠加原理（1）几列波相遇之后，仍然保持它们各自原有的特征（频率、波长、振幅、振动方向等）不变, 并按照原来的方向继续前进, 好象没有遇到过其他波一样.（独立性） （2）在相遇区域内任一点的振动，为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和.（叠加性）6、波的干涉121220,1,221)0,1,2k k A A A k k A A A ϕπϕπ∆=±==+⎧⎪⎨∆=±+==-⎪⎩，… （干涉相长）（，… （干涉相消） 12120,1,2(21)0,1,22k k A A A k k A A A δλλδ=±==+⎧⎪⎨=±+==-⎪⎩，… （干涉相长），… （干涉相消） 7、驻波两列频率、振动方向和振幅都相同而传播方向相反的简谐波叠加形成驻波，其表达式为22coscos xY A t πωλ=8、多普勒效应（1）波源静止，观测者运动 00(1)V u υυ=+ （2）观测者静止，波源运动 0'suuu V υυλ==- （3）观测者和波源都运动 000'xu V u V u V υυλ++==- 三、习题与解答1、振动和波动有什么区别和联系？平面简谐波动方程和简谐振动方程有什么不同？又有什么联系？振动曲线和波形曲线有什么不同？解: (1)振动是指一个孤立的系统(也可是介质中的一个质元)在某固定平衡位置附近所做的往复运动，系统离开平衡位置的位移是时间的周期性函数，即可表示为)(t f y =；波动是振动在连续介质中的传播过程，此时介质中所有质元都在各自的平衡位置附近作振动，因此介质中任一质元离开平衡位置的位移既是坐标位置x ，又是时间t 的函数，即),(t x f y =． (2)在谐振动方程)(t f y =中只有一个独立的变量时间t，它描述的是介质中一个质元偏离平衡位置的位移随时间变化的规律；平面谐波方程),(t x f y =中有两个独立变量，即坐标位置x 和时间t ，它描述的是介质中所有质元偏离平衡位置的位移随坐标和时间变化的规律． 当谐波方程)(cos ux t A y -=ω中的坐标位置给定后，即可得到该点的振动方程，而波源持续不断地振动又是产生波动的必要条件之一．(3)振动曲线)(t f y =描述的是一个质点的位移随时间变化的规律，因此，其纵轴为y ，横轴为t ；波动曲线),(t x f y =描述的是介质中所有质元的位移随位置，随时间变化的规律，其纵轴为y ，横轴为x ．每一幅图只能给出某一时刻质元的位移随坐标位置x 变化的规律，即只能给出某一时刻的波形图，不同时刻的波动曲线就是不同时刻的波形图．2、波动方程0cos x y A t u ωϕ⎡⎤⎛⎫=-+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦中的xu表示什么？如果改写为0cos x y A t u ωωϕ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭，x u ω又是什么意思？如果t 和x 均增加，但相应的0x t u ωϕ⎡⎤⎛⎫-+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦的值不变，由此能从波动方程说明什么？解: 波动方程中的u x /表示了介质中坐标位置为x 的质元的振动落后于原点的时间；uxω则表示x 处质元比原点落后的振动位相；设t 时刻的波动方程为)cos(0ϕωω+-=ux t A y t 则t t ∆+时刻的波动方程为])()(cos[0ϕωω+∆+-∆+=∆+ux x t t A y t t其表示在时刻t ，位置x 处的振动状态，经过t ∆后传播到t u x ∆+处．所以在)(uxt ωω-中，当t ，x 均增加时，)(uxt ωω-的值不会变化，而这正好说明了经过时间t ∆，波形即向前传播了t u x ∆=∆的距离，说明)cos(0ϕωω+-=uxt A y 描述的是一列行进中的波，故谓之行波方程．3、在驻波的两相邻波节间的同一半波长上，描述各质点振动的什么物理量不同，什么物理量相同？解: 取驻波方程为vt x A y απλπcos 2cos2=，则可知，在相邻两波节中的同一半波长上，描述各质点的振幅是不相同的，各质点的振幅是随位置按余弦规律变化的，即振幅变化规律可表示为x A λπ2cos2．而在这同一半波长上，各质点的振动位相则是相同的，即以相邻两波节的介质为一段，同一段介质内各质点都有相同的振动位相，而相邻两段介质内的质点振动位相则相反．4、已知波源在原点的一列平面简谐波，波动方程为y ＝A cos (Bt －Cx )，其中A ，B ，C 为正值恒量.求：(1)波的振幅、波速、频率、周期与波长；(2)写出传播方向上距离波源为l 处一点的振动方程；(3)任一时刻，在波的传播方向上相距为d 的两点的位相差. 解: (1)已知平面简谐波的波动方程)cos(Cx Bt A y -= (0≥x )将上式与波动方程的标准形式)22cos(λππυxt A y -=比较，可知： 波振幅为A ，频率πυ2B =， 波长C πλ2=，波速CB u ==λυ， 波动周期BT πυ21==．(2)将l x =代入波动方程即可得到该点的振动方程)cos(Cl Bt A y -=(3)因任一时刻t 同一波线上两点之间的位相差为 )(212x x -=∆λπϕ将d x x =-12，及Cπλ2=代入上式，即得 Cd =∆ϕ．5、图示为一平面简谐波在t ＝0时的波形图，求：（1）该波的波函数；（2）P 处质点的振动方程。
大学物理第六章 机械波
x 0
t
x /4
t
x /2
t
x 3 / 4
t
3.当 t c（常数）时，
y t 0
o
x
y f (x为) 某一时刻各质
点的振动位移.
y t T /4
o
x
不同时刻波线上各质点的位
y t T /2
移分布，称为波形图。
o
x
y t 3T / 4
o
x
4. 当 u 与 x 轴反向时取 u
y
A
cos
t
x u
③ 在平衡位置时质元具有最大动能和势能，在振幅处 动能和势能为零。在回到平衡位置时从相邻质元吸 收能量，离开时放出能量。
二、能量密度
1、能量密度 单位体积内的能量 w dE
dV
dE (dV )A 22 sin 2 (t x / u )
w A 22 sin 2 (t x / u )
2.平均能量密度 能量密度在一个周期内的平均值。
称为波面。
波前: 某时刻处在最前面的波面。
球面波
波线
平面波
波线
波面
波面
在各向同性均匀介质中，波线与波阵面垂直.
第二节
平面简谐波的 波函数
用数学表达式表示波动----函数y(x,t)，称为波函数。
一、平面简谐波的波函数
·································
➢ 简谐波：在均匀的、无吸收的介质中，波源作 简谐运动时，在介质中所形成的波.
波面上的两点，A、B点达到界 面发射子波，
经t后， B点发射的子波到达界
面处D点， A点的到达C点，
i
B
A
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大学物理机械波知识点总结【篇一：大学物理机械波知识点总结】高考物理机械波知识点整理归纳机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。
机械波和电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波;机械波和电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。
常见的机械波有：水波、声波、地震波。
机械振动产生机械波，机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生。
形成条件波源波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。
波源即是机械波形成的必要条件，也是电磁波形成的必要条件。
波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后，介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。
介质广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。
在机械波中，介质特指机械波借以传播的物质。
仅有波源而没有介质时，机械波不会产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。
机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。
在不同介质中，波速是不同的。
下表给出了0℃时，声波在不同介质的传播速度，数据取自《普通高中课程标准实验教科书-物理(选修3-4)》(2005年)[1]。
单位v/m s^-1传播方式和特点质点的运动机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进，也就是说，机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。
例如：人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。
简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动.为了说明机械波在传播时质点运动的特点，现已绳波(右下图)为例进行介绍，其他形式的机械波同理[1]。
绳波是一种简单的横波，在日常生活中，我们拿起一根绳子的一端进行一次抖动，就可以看见一个波形在绳子上传播，如果连续不断地进行周期性上下抖动，就形成了绳波[1]。
把绳分成许多小部分，每一小部分都看成一个质点，相邻两个质点间，有弹力的相互作用。
第一个质点在外力作用下振动后，就会带动第二个质点振动，只是质点二的振动比前者落后。
这样，前一个质点的振动带动后一个质点的振动，依次带动下去，振动也就发生区域向远处的传播，从而形成了绳波。
如果在绳子上任取一点系上红布条，我们还可以发现，红布条只是在上下振动，并没有随波前进[1]。
由此，我们可以发现，介质中的每个质点，在波传播时，都只做简谐振动(可以是上下，也可以是左右)，机械波可以看成是一种运动形式的传播，质点本身不会沿着波的传播方向移动。
对质点运动方向的判定有很多方法，比如对比前一个质点的运动;还可以用上坡下，下坡上进行判定，即沿着波的传播方向，向上远离平衡位置的质点向下运动，向下远离平衡位置的质点向上运动。
机械波传播的本质在机械波传播的过程中，介质里本来相对静止的质点，随着机械波的传播而发生振动，这表明这些质点获得了能量，这个能量是从波源通过前面的质点依次传来的。
所以，机械波传播的实质是能量的传播，这种能量可以很小，也可以很大，海洋的潮汐能甚至可以用来发电，这是维持机械波(水波)传播的能量转化成了电能。
机械波机械振动在介质中的传播称为机械波。
机械波和电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波，例如光波，可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波;机械波和电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。
常见的机械波有：水波、声波、地震波。
高考物理机械波知识点整理归纳相关文章：【篇二：大学物理机械波知识点总结】2015-2-213 13.1 机械波的形成和图像几个概念 13.2 平面简谐波的波函数 13.3 波的能量 13.4 惠更斯原理波的衍射、反射和折射 13.5 波的干涉 13.6声波超声波次声波 *13.7 多普勒效应内容提要2015-2-2 振动: 于平衡位臵，无随波逐流. 波动: 机械波：机械振动在弹性介质中的传播过程. 电磁波：交变电磁场在空间的传播过程. 物质波：微观粒子的运动, 其本身具有的波粒二象性. 波动的种类: 振动的传播过程. 2015-2-2 波动的共同特征：具有一定的传播速度，且都伴有能量的传播。
能产生反射、折射、干涉和衍射等现象. 水波水波声波声波 2015-2-213.1.1 波的基本概念条件波源：作机械振动的物体. 1.机械波:机械振动以一定速度在弹性介质中由近及远地传播出去，就形成机械波. 弹性介质：承担传播振动的物质. 机械振动只能在弹性介质中传播. 说明横波和纵波横波：纵波：质元的振动方向和波的传播方向垂直. 质元的振动方向和波的传播方向平行. 2015-2-2 振动曲线各个质点的相位依次落后,波动是相位的传播；波动曲线和振动曲线不同.2015-2-2 波的几何描述在波传播过程中，任一时刻媒质中振动相位相同的点构成的曲面. 沿波的传播方向作的有方向的线. 波面: 波前:波传播过程中, 某一时刻最前面的波面. 在各向同性均匀媒质中，波线波面. 注意 2015-2-2 13.1.2 波速波长周期（频率）同一波线上相邻两个相位差为的质点之间的距离；即波源作一次完全振动，波前进的距离. 波前进一个波长距离所需的时间.周期表征了波的时间周期性. 单位时间内，波前进距离中完整波的数目. 频率和周期的关系为: 振动状态在媒质中的传播速度.波速和波长、周期和频率的关系为: 波速（u波长反映了波的空间周期性. 2015-2-2 波的周期和频率和媒质的性质无关;一般情况下, 和波源振动的周期和频率相同. 波速实质上是相位传播的速度,故称为相速度; 大小主要决定于媒质的性质,和波的频率无关. 说明固体棒的密度例如： 2015-2-2 气体摩尔常数2015-2-2 波面为平面的简谐波. 平面简谐波: 简谐波: 介质传播的是谐振动，且波所到之处，介质中各质点作同频率的谐运动. 13.2.1 平面简谐波的描述波函数一、波函数:设波源的振动表达式为(x＝0)： cos简谐振动平面简谐波的波函数 2015-2-2 从时间看, cosp点的振动表达式： cos——平面简谐波的波函数cos2015-2-2 波函数的其它形式 cos如果波沿x 轴的负方向传播，则p点的相位要比 o点的相位超前. cos则波函数为: 2015-2-2 讨论波函数的物理意义表示各质元的位移分布函数.对应函数曲线——波形图. cos2015-2-2 从某一时刻的波形图，经一段时间后的波形图：将波形沿波速方向平移. 2015-2-2如图，在下列情况下试求波函数(设波速为u)：已知a点的振动方程为：为原点：波函数为: 2015-2-2一平面简谐波沿x轴正方向传播，已知其波函数为: cos04cos04 2010 标准形式:波函数为: 比较可得: 5004 max28 5004 已知t=0时的波形曲线为，波沿x方向传播，经t=1/2s后波形变为曲线。
已知波的周期t>1s，试根据图中绘出的条件求出波动表达式，并求a点的振动表达式。
(已知a=0.01m) 解：由图可知: y(cm)x(cm)cos(01 cos[01 波动表达式：a点振动表达式： cos[01 cos012015-2-2*13.2.2 波动方程不仅适用于机械波，也广泛地适用于电磁波、热传导、化学中的扩散等过程；若物理量是在三维空间中以波的形式传播，波动方程为右式. 说明2015-2-2 13.3.1 波动能量的传播波动过程质元由静止开始振动质元也发生形变波动过程是能量的传播过程以平面简谐纵波在直棒中的传播为例：介质元dv的总能量：平衡位置处:max 波的能量密度单位体积介质中的波动能量. -3结论机械波的能量和振幅的平方、频率的平方以及介质的密度成正比. 一个周期内的平均值. 2015-2-2 13.3.2 能流和能流密度单位时间内垂直通过介质中某一面积的波的能量．能流(p)：平均能流：us 能流密度(波的强度)：单位时间内流过垂直于波传播方向的单位面积的波的平均能量．一个周期内的平均值.单位: -22015-2-213.3.3 波能量的吸收吸收媒质,实验表明： 2015-2-213.4 惠更斯原理波的衍射、反射和折射 13.4.1 惠更斯原理介质中波动传播到的各点，都可以看成是发射子波的波源，而在其后的任一时刻，这些子波的包络面就是新的波前．子波波源波前子波 2015-2-2 媒质中波动各点皆可当作球面子波的媒质中波动各点皆可当作球面子波的新波源；；媒质中波动各点皆可当作球面子波的媒质中波动各点皆可当作球面子波的新波源；；任意时刻各子波源所发出子波的任意时刻各子波源所发出子波的包迹即为即为新波阵面新波阵面。
任意时刻各子波源所发出子波的任意时刻各子波源所发出子波的包迹即为即为新波阵面新波阵面。
2015-2-2 13.4.2 波的衍射波的衍射现象：波在传播的过程中遇到障碍物或小孔后，能够绕过障碍物的边缘继续传播的现象. 2015-2-26.4.3 波的反射和折射 sinsin 由图可得到，折射率:2015-2-2 13.5.1波的叠加原理波传播的独立性原理几列波在空间某点相遇后，每一列波都能独立地保持自己原有的特性(频率，波长，振幅，振动方向)传播，就像在各自的路程中，并没有遇到其他波一样. 波的叠加原理在波相遇区域内，任一质点的振动，为各波单独存在时所引起的振动的合振动. 2015-2-2 13.5.2 波的干涉条件和公式干涉现象：两列波在空间相遇(叠加) 时，介质中有些点的振动始终加强，有些点的振动始终减弱或完全消失的现象. 相干条件:频率相同、振动方向相同、相位差恒定. 相干波源:满足相干条件的波. 产生相干波的波源. 2015-2-2 根据叠加原理可知，p点处振动方程为: 空间点振动的情况分析:2015-2-2 讨论 minmin maxmax 干涉相长干涉相消从能量上看，当两相干波发生干涉时，在两波交叠的区域，合成波在空间各处的强度并不等于两个分波强度之和，而是发生重新分布。
这种新的强度分布是时间上稳定的、空间上强弱相间具有周期性的一种分布。
后者便叫超声波。
蝴蝶每秒振翅蜜蜂每秒振翅300 400次。
2015-2-2 人们能够听见的声波不仅受到频率范围的限制，人们能够听见的声波不仅受到频率范围的限制，而且要求处于一定的声强范围之内，声强太小，不能而且要求处于一定的声强范围之内，声强太小，不能引起听觉；声强太大，只能使耳朵产生痛觉，也不能引起听觉；声强太大，只能使耳朵产生痛觉，也不能引起听觉。