1、波 动 主讲人：戴占海 QQ：13576003 E-Mail：Website：http:/beijingfushe.physchina.org/I have no special talents.I am only passionatelycurious. 爱因斯坦 机械波机械波的产生和传播描述波的物理量平面简谐波的波函数惠更斯原理波的叠加原理 波的干涉驻波波的能量和能流密度 机械波波动：振动在空间或媒质中的传播过程机械波：机械振动在弹性介质中的传播电磁波：变化的电场和变化的磁场在空间的传播波动的共同特性及规律： 反射、折射、干涉、衍射、能量传播、叠加性等 波的应用音响技术：音乐的空间感、环绕
2、感，音乐厅设计.声纳技术: 水中目标的探测、跟踪、通讯、导航等.超声技术: 超声诊断、无创治疗.通信技术: 卫星通信、光纤通信、网络世界. 机械波的产生和传播机械波的产生横波和纵波波形曲线波面和波线（波阵面和波射线） 机械波的产生连续媒质：由连续不断的、无穷多个质点构成的系统，其各质点间有相互作用力，而且可以有相对运动弹性媒质：连续媒质中各质点之间的相互作用力是弹性的形成机械波的两个必要的条件： 波源：能产生机械振动的物体 能传播振动的媒质（弹性介质） 横波和纵波波源和介质中各质元均做简谐振动所形成的波动，叫简谐波任何复杂的波动都可视为由多个简谐波合成的最简单的简谐波有两种：最简单的简谐波有两
3、种横波：振动方向与波的传播方向垂直；切变弹性引起的（固体）纵波：振动方向与波的传播方向一致。容变弹性引起的（气体、液体、固体） 横波和纵波横波：振动方向与波的传播方向垂直；切变弹性引起的（固体） 特征：具有交替出现的波峰和波谷. 横波和纵波纵波：振动方向与波的传播方向一致。容变弹性引起的（气体、液体、固体） 特征：具有交替出现的密部和疏部. 波形曲线 y某一时刻，各质点的位移分布曲线为波的 x波形曲线 波形图波形曲线（波形图）波峰：在波形曲线中，正的最大位移处波谷：在波形曲线中，负的最大位移处 波面和波线（波阵面和波射线） 波线波面：在波的传播过程中，任一时刻媒质中各振动相位相同的点连结成的曲
4、面 波面波前：在波传播过程中，离波源最远的，即最前面的波面 波线波射线：沿波的传播方向所画的射线球面波：波面是球面的波 波面平面波：波面是平面的波 波前 波面 球面波 波线 平面波 描述波的物理量波长: 振动在一个周期中传播的距离周期：波传过一个波长所需要的时间频率：单位时间内质点振动的次数波速：单位时间振动相位所传播的距离 1u u T T 对描述波的物理量的说明波动的频率，等于介质中质点的振动频率波动传播一个波长，需要时间1个周期，两点振动的位相差为 2区别一点振动速度和波的传播速度注意：波动是振动的传播而不是质点的传播 例 在室温下，已知空气中的声速 u1 为340 m/s ，水中的声速
5、 u 2 为1450 m/s，求频率为200 Hz和2000 Hz的声波在空气中和水中的波长各为多少？ 解 由 u ，频率为200 Hz和2000 Hz 的声波在空气中的波长 1 340 m s u1 u11 1 .7 m 2 0.17 m 1 200 Hz 2 在水中的波长 1450 m s 1 u2 u21 7.25 m 2 0.725 m 1 200 Hz 2 平面简谐波的波函数用数学表达式描述波线上每一质点在每一时刻的位移，这样的函数 y f x t ，称为行波的波函数 右行波波函数 左行波波函数 波函数的几种常见写法 波函数的物理意义 平面简谐波的波函数 介质中任一质点（坐标为 x）
6、相对其平衡位置的位移（坐标为 y）随时间的变化关系，即 y x t 称为波函数. y y x t 各质点相对平 波线上各质点 衡位置的位移 平衡位置 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. 平面简谐波：波面为平面的简谐波. 合成各种不同的简谐波 复杂波 分解简谐波 1简谐波 2合成复杂波 右行波波函数 y已知O点振动表达式： u p X y A cos t O x xO点运动传到 p点需用 t x u相位落后 ，所以 p点的运动方程： u x y x t Acos t 2 / T u u /T 2 x y x t Acost 2 x也即p点的相位落后于O点相位： 这就是右行波的波方程。
