(一)機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播
1、產(chǎn)生機(jī)械波的條件:(1)波 源——產(chǎn)生振動(dòng)。(2)彈性媒質(zhì)——傳播振動(dòng)。
2、波的傳播:由彈性介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),帶動(dòng)相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),由此,振動(dòng)狀態(tài)傳播開(kāi)去,形成波。需注意的是:
(1)波動(dòng)中每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)均在其平衡位置附近振動(dòng),不“隨波逐流”,傳播的是振動(dòng)狀態(tài)。
(2)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向是兩個(gè)不同的概念,兩者方向不一定一致。
(3)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是波源振動(dòng)的重復(fù),在波的傳播方向上,質(zhì)點(diǎn)的相位依次比波源落后。
3、波的分類
(1)根據(jù)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向之間的關(guān)系分為
縱波——質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行。
橫波——質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。
(2)按波陣面的形狀分為平面波和球面波。
(二)描述波的物理量及其相互聯(lián)系
1、描述波動(dòng)的物理量分兩類
(1)描述介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的物理量:振幅、周期、頻率、初相、相位、位移、速度(振動(dòng))和加速度等
(2)描述波傳播的物理量
波速 u :振動(dòng)狀態(tài)傳播的速度,又叫相速。它由媒質(zhì)的性質(zhì)決定,與波源情況無(wú)關(guān)。
周期T:一個(gè)完整的波通過(guò)波線上的一點(diǎn)所需的時(shí)間。顯然,也就是該點(diǎn)完成一次全振動(dòng)的時(shí)間,所以波的周期等于振動(dòng)周期。
(三)平面簡(jiǎn)諧行波的表達(dá)式
1、沿x軸正向傳播的平面簡(jiǎn)諧行波
設(shè)O為波線上振動(dòng)規(guī)律已知的任一點(diǎn)(不一定是波源!),取其為坐標(biāo)原點(diǎn)。
(四)波的能量
1、體積元的能量、能量密度
波傳到介質(zhì)中某處,該處體積元開(kāi)始振動(dòng),具有動(dòng)能dWk,同時(shí)該處質(zhì)元體積產(chǎn)生形變,也具有勢(shì)能dWp,兩者位相相同,最大值也相同
(五)惠更斯原理
介質(zhì)中波傳到的各點(diǎn), 都可看作是發(fā)射子波的波源(點(diǎn)波源)。在以后的任一時(shí)刻, 這些子波面的包絡(luò)面(包跡)就是該時(shí)刻的波陣面。
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