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第5章机械波
5.1基本要求1.理解描述简谐波的各物理量的意义及相互间的关系.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函数的方法.理解波函数的物理意义.理解波的能量传播特征及能流、能流密度概念.3.了解惠更斯原理和波的叠加原理.理解波的相干条件,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.理解驻波及其形成5.了解机械波的多普勒效应及其产生的原因.
5.2基本概念1.机械波机械振动在弹性介质中的传播称为机械波,机械波产生的条件首先要有作机械振动的物体,即波源;其次要有能够传播这种机械振动的弹性介质它可以分为横波和纵波
2.波线与波面沿波的传播方向画一些带有箭头的线,叫波线介质中振动相位相同的各点所连成的面,叫波面或波阵面在某一时刻,最前方的波面叫波前3.波长在波传播方向上,相位差为的两个邻点之间的距离称为波长,它是波的空间周期性的反映4.周期T与频率一定的振动相位向前传播一个波长的距离所需的时间称为波的周期,它反映了波的时间周期性,波的周期与传播介质各质点的振动周期相同周期的倒数称为频率,波的频率也就是波源的振动频率5.波速单位时间里振动状态(或波形)在介质中传播的距离它与波动的特性无关,仅取决于传播介质的性质6.平面简谐波的波动方程在无吸收的均匀介质中沿x轴传播的平面简谐波的波函数为或其中,“-”表示波沿x轴正方向传播;“+”表示波沿x轴负方向传播波函数是x和t的函数给定x,表示x处质点的振动,即给出x处质点任意时刻离开自己平衡位置的位移;给定t,表示t时刻的波形,即给出t时刻质点离开自己平衡位置的位移7.波的能量波动中的动能与势能之和,其特点是同体积元中的动能和势能相等任意体积元的8.平均能量密度、能流密度一周期内垂直通过某一面积能量的平均值是平均能量密度,用表示单位时间内,通过垂直于波传播方向单位面积的平均能量,叫做波的能流密度,用表示其中,9.波的衍射波在传播过程中遇到障碍物时,其传播方向发生改变,并能绕过障碍物而继续向前传播,这种现象称为波的衍射(绕射)10.波的干涉几列波叠加时产生强度稳定分布的现象称为波的干涉现象产生波的相干条件是频率相同、振动方向相同、相位差...。