第37講 物理學(三)(2011年新版)

1、聯(lián)系聯(lián)系QQ1165557537第三節(jié)機械波一、基本內容（一）機械波的產生和傳播1、產生機械波的條件：（1）波源——產生振動。（2）彈性媒質——傳播振動。2、波的傳播：由彈性介質中的質點的振動，帶動相鄰質點的振動，由此，振動狀態(tài)傳播開去，形成波。需注意的是：（1）波動中每一個質點均在其平衡位置附近振動，不“隨波逐流”，傳播的是振動狀態(tài)。（2）介質中質點的振動方向與波的傳播方向是兩個不同的概念，兩者方向不一定一致。（3）介質質點的振動是波

2、源振動的重復，在波的傳播方向上，質點的相位依次比波源落后。3、波的分類（1）根據(jù)介質質點的振動方向和波的傳播方向之間的關系分為縱波——質點的振動方向與波的傳播方向平行。橫波——質點的振動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、描述波動的物理量分兩類（1）描述介質質點振動的物理量：振幅、周期、頻率、初相、相位、位移、速度（振動）和加速度等（2）描述波傳播的物理量波速u：振動狀態(tài)傳

3、播的速度，又叫相速。它由媒質的性質決定，與波源情況無關。周期T：一個完整的波通過波線上的一點所需的時間。顯然，也就是該點完成一次全振動的時間，所以波的周期等于振動周期。頻率（）：單位時間通過波線上一點的完整的波形數(shù)目，即，波的頻率等于振動頻率，由?T1??波源決定，和介質無關。波長?：波線上相鄰的振動狀態(tài)相同的兩質元間的距離。它由波源和媒質共同決定。（三）平面簡諧行波的表達式1、沿x軸正向傳播的平面簡諧行波設O為波線上振動規(guī)律已知的任一

4、點(不一定是波源!)取其為坐標原點。無吸收均勻彈性介質式中為介質密度，dV為體元的體積?體積元的總機械能:（239）上式表明，體積元中的總能量隨時間做周期性變化，說明任一體積元都在不斷的吸收和放出能量，它們是傳播能量的機構。因此，波的傳播過程是能量傳播的一種形式。介質中單位體積所儲存的能量稱為波的能量密度，即（2310）平均能量密度(對時間取平均)：（2311）2、能流與能流密度平均能流——單位時間內通過某一面積的平均能量稱為通過該面積

5、的平均能流。也稱為波的功率，用表示P（2312）uSw?P能流密度(波的強度)——通過垂直于波傳播方向的單位面積的平均能流稱為平均能流密度，通常稱為能流密度或波的強度。（2313）I注意：波的能量和振動能量的區(qū)別①波傳播過程中任一體積元的動能和勢能隨時間同相變化，它們同時達到最大，同時達到最?。恢C振系統(tǒng)的動能和勢能相位差，動能達到最大時，勢能最小為零，勢能達到最大時，動能最小為2?零。②波的傳播過程中任一體積元的總能量隨時間做周期性的變