1、 振 动 null 波 动 第一讲 机械振动null个概念 一null简谐null动的概念 nullnull机械振动 物体在null衡null置nullnullnull做的null复null动null机械振动null 机械振动的条件是nullnullnullnull物体null到回复力的作用nullnullnullnull阻力足够小null nullnull回复力 使振动物体返回null衡null置的力null回复力null回复力时刻指向null衡null置null回复力是以效果命null的力null它是振动物体在振动方向null的合外力null可能是null个力的合力nullnull可能是某
2、个力或某个力的null力null可能是null力nullnull力null摩擦力null电场力null磁场力等null nullnull简谐null动 物体在跟偏离null衡null置的null移大小nullnull比null并null总指向null衡null置的回复力作用null的振动nullnull简谐null动null表达式nullnullnullnullnullnull nullnullnull述简谐null动的物理null nullnullnullnull移nullnull由null衡null置指向振子null在处的有向线段null最大值等于振幅null nullnullnull振幅
3、null是null述振动null弱的物理nullnullnull一定要将振幅跟null移相null别null在简谐null动的振动过程中null振幅是nullnull的null而null移是时刻在改null的null nullnullnull周期null是null述振动快慢的物理nullnull频率nullnull T1 null 二nullnull种简谐null动模型 nullnullnull簧振子 null簧一端固定null另一端固定一个质点则构null一个null簧振子nullnull振动周期null km2 nullnull振幅无关nullnull由振子质null和null簧的劲度系数
4、决定null nullnull单摆 细线一端拴null一个小球null另一端固定在悬点nullnull如果悬null小球的细线的伸缩和质null可以忽略null线长又比球的直径大得多null忽略小球在null动过程中nullnull的空气阻力nullnull们的装置null单摆null最大摆角小于null null 单摆的振动可以看作是简谐振动null nullnullnull单摆振动的周期null glT 2= null nullnullnullnull摆null周期nullnullnull的单摆称null摆null 一nullnull衡null置的理解 null衡null置是做机械振动物体
5、最终停null振动null振子null在的null置nullnull是振动过程中回复力nullnull的null置null nullnullnullnull衡null置是回复力nullnull的null置null nullnullnullnull衡null置null一定是合力nullnull的null置null nullnullnullnullnull振动系统null衡null置nullnullnull竖直方向的null簧振子nullnull衡null置是nullnull力等于null力的null置null水null匀null电场和null力场共null作用的单摆nullnull衡null置在
6、电场力nullnull力的合力方向nullnull 二null回复力的理解 nullnull回复力是指振动物体nullnull的总是指向null衡null置的合外力null但null一定是物体null到的合外力null nullnull性质nullnull回复力可以是null力nullnull力null摩擦力null电场力null磁场力等null nullnull回复力的方向总是null指向null衡null置nullnull nullnull回复力的作用是使振动物体回到null衡null置null nullnull简谐null动 1null简谐null动的判定 度最大nullnull种现象n
7、ull共振null 一null简谐振动图象 简谐null动图象的应用null简谐null动的图象表示振动质点null移随时间的null化规律nullnull图象null可获null以null信息null nullnull图象null述了做简谐null动的质点的null移随时间null化的规律nullnull是null移里里时间函数图象nullnullnull可将振动图象误解null物体的null动轨迹null nullnullnull振动图象可以知道质点在任一时刻相nullnull衡null置的null移null nullnullnull振动图象可以知道振幅null nullnullnull振
8、动图象可以知道周期nullnull个相邻null向最大值之间的时间间隔或null个相邻负向最大值之间的时间间隔nullnull nullnullnull振动图象可以知道开始计时时nullnullnullnullnull振动物体的null置null nullnullnull振动图象可以知道质点在任一时刻的回复力和nullnull度的方向null指向null衡null置nullnull nullnull振动图象可以知道质点在任一时刻的null度方向null斜率nullnull值时null度nullnullnull斜率null负值时null度null负null nullnull利用简谐null动图象
9、可判断某段时间内振动物体的null度nullnullnull度null回复力大小null化及动能null势能的null化情况null 若某段时间内质点的振动null度指向null衡null置null可nullnullnull可null负nullnull则质点的null度null动能均null大null回复力nullnullnull度null势能均null小nullnull之则相nullnullnull图象nullnullnull轴距离相null的点null振动物体null有相null的振动动能和势能null nullnull在简谐null动问题中nullnullnull及到null周期有关的问
10、题null可null画null振动图线null利用图线的物理意义及nullnull称性null析null求解过程简捷null直nullnull 二null振动的能nullnull阻尼振动null无阻尼振动 振动的能nullnull任意时刻振动系统的动能和势能的总和null就是振动系统的总机械能null 当null簧振子或单摆在理想化条件null振动时null由于null有null力或null力做nullnull振动系统的机械能守恒nullnull确定的振动系统来说null由于振子或单摆在最大null移处的势能null等于系统的总机械能null振幅越大null表明该振动系统的总机械能null越大
11、nullnull以说null振幅是表示振动null弱的物理null 振动系统null摩擦和null他阻力nullnullnull阻尼作用null系统的机械能随时间null渐null少null 振幅nullnull的振动null无阻尼振动null nullnullnull迫振动null共振 振动nullnull自由振动和null迫振动null类nullnull迫振动是指物体在周期性驱动力作用null的null动null当振动达到稳定状态时nullnull振动频率等于驱动的频率nullnull振动的振幅随驱动力频率的nullnull而null化null当驱动力频率等于物体的固有频率时null物体做
12、null迫振动的振幅最大nullnull种特殊的null迫振动称null共振null共振曲线如图nullnull 驱nullnull 固 时nullnull null null null null决于驱动力的幅度及阻尼nullnullnull 驱 nullnull 固 差别越大null物体作null迫振动的振幅越小null 第null讲 机械波的形nullnull图象 一null机械波的概念 nullnull机械波null机械振动在介质中的传播形null机械波null nullnull机械波形null的条件null要有振动物体null波源null和介质null nullnull机械波的null
13、类null null横波null质点振动方向null波的传播方向垂直的波null横波null横波有null部null波峰null和null部null波谷nullnull null纵波null质点振动方向null波的传播方向在null一直线null的波null纵波null纵波有密部和疏部null nullnull机械波的特点null null机械波传播的是振动形式和能nullnull质点null在各自的null衡null置nullnull振动null并null随波迁移nullnull介质中各质点的振动周期和频率都null波源的振动周期和频率相nullnull null离波源null的质点带动离波
14、源null的质点依null振动nullnull一质点开始振动的振动方向null波源开始振动的振动方向一致 二null波长null波null和频率的关系 nullnull波长nullnull个相邻的并null在振动过程中nullnull衡null置的null移总是相等的质点间的距离null波长null 振动在一个周期null在介质中传播的距离等于一个波长nullnull于横波null相邻的null个波峰或相邻的null个波谷之间的距离等于一个波长nullnull于纵波null相邻的null个密部或相邻的null个疏部之间的距离等于一个波长null nullnull波nullnull波的传播nul
15、l率null机械波的传播null率nullnull介质有关null在null一种均匀介质中null波null是一个定值nullnull波的频率无关null nullnull频率null波的频率始终等于波源的振动频率nullnull一列波在nullnull介质中传播null频率是nullnull的null nullnullnull者的关系null fv = null nullnull波的图象 nullnull坐标轴nullnull质点null衡null置的连线作null轴null表示质点null布的null序nullnull过波源质点的振动方向作nullnull轴null表示质点null移nul
16、l nullnull意义null在波的传播方向nullnull介质中振动的各质点在某一时刻相null各自null衡null置的null移null nullnull形状nullnullnullnull或余nullnull图线null nullnull图象形nullnull波的图象相当于一张照片null它记录了拍照时刻介质中各质点离开null衡null置的null移null 一null波的形null nullnull波的形null过程 机械振动在介质中传播null形null机械波null波的形null有null个必要条件nullnullnullnull要有振源null做机械振动的波源nullnul
17、lnullnullnull要有介质null利用介质间的null性带动周围质点发生振动null使振动在介质中传播开来null介质可以是固体null液体和气体null 波一null形nullnull它就可以脱离波源null在介质中由null及null地传播null介质中各质点的振动都有是null迫振动null驱动力来源于振源nullnull以介质中各质点振动频率均相nullnull都等于振源的频率null波有横波和纵波之nullnull 机械波传播的是null动形式里里机械振动的传播null机械波传到哪一个质点null该质点则开始做机械振动null机械波的传播null是null动状态的传递null
18、null整体null看波的传播又是波形以波nullnull移的过程null nullnull波的传播方向和质点振动方向关系 波的形null过程是null波源的质点null开始振动起来null然null带动离波源null的质点开始振动null离波源null的质点再带动离波源更null的质点离波源null的质点总是比离波源null的质点null调超前null离波源null的质点比离波源null的质点滞nullnullnull样依null带动null则形null一列nullnull起伏null疏密相间null的一列波null总之离波源null的质点总是带动离波源null的质点null离波源null的
19、质点总是向离波源null的质点null学nullnullnullnull以null由于各质点起振时刻有早晚之nullnull某时刻离开null衡null置的null移就null相null了null 注意null介质中的质点null身并null随波迁移null都各自在自null的null衡null置nullnull做null迫振动null nullnullnullnull知波的图象null任意一质点的null动方向null确定波的传播方向null方法是null由质点的振动方向和邻null质点共null判定null若质点向null振动null则邻nullnull方的质点靠null波源null若振动
20、方向向nullnull邻nullnull方向的质点靠null波源null由波源null置null可确定波的传播方向null null 2nullnull知波的图象及波的传播方向null确定介质中某质点的null动方向null方法是null由波的传播方向nullnull而找到更靠null波源的邻null质点null如邻null质点在null方null则质点向nullnull动null如邻null质点在null方null则质点向nullnull动null 二null波的图象 1null波的图象的用途 某一时刻null在波的传播方向null各质点的null移矢null的null端的连线nullnul
21、l一时刻波的图象nullnull波的图象是null时刻null应的nullnullnull时刻nullnull一列波的图象nullnullnull简谐波的图象特null是一条nullnullnull或余nullnull曲线null如图null示null横轴 X轴表示各质点的null衡null置null纵轴 y表示各质点相null于null衡null置的null移null点的坐标null xnull ynull表示 x 处的质点的null移null相null于null衡null置null是 ynull纵轴nullnull负极大值表示各质点的振幅 Anull图象null处于null的极大值点称nu
22、ll波峰null处于负的极大值点称null波谷null相邻null波峰null波谷null的距离称null一个波长null null 1nullnull图象null直接读null波长和振幅nullnull 2null可确定任一质点在该时刻的null移null null 3null可确定任一质点在该时刻的null移null null 4null若null知波的传播方向null可确定各质点在该时刻的振动方向null若null知某质点的振动方向null可确定波的传播方向null null 5null若null知波的传播方向null可画null在 t 前null的波形null null移法nullnu
23、ll算nullnull t时间null波传播的距离 X = V tnull再把波形沿传播方向null移 Xnull可null因null波动图象的null复性null若知波长null则波形null移 n时波形nullnullnull当 X = n + X 时null可采null去整null nnull留nullnull Xnull的null法null简称null去整留nullnull法nullnullnull需null移 X null可null 特殊点法null在波形null找null特殊点null如过null衡null置的点和null它相邻的峰null谷null点nullnull确定nulln
24、ull点的振动方向null再看 t = nT+ tnull由于null nT 时间null质点null置nullnullnullnull以null采null去 nT 留 t 的方法nullnull别找nullnull特殊点null时间 t null的null置null然null按nullnull规律画nullnull波形null 2null波动图象null振动图象的null别null联系 振动图象 波动图象 研究内容 一质点null移随时间null化规律 某时刻null有质点的null置null布规律 物理意义 表示一质点在各时刻的null移 表示某时刻各质点的null移 图象null化 随时
25、间推移图象延续null但null有形态nullnull 随时间推移null图象沿传播方向null移 相邻最大值间距 表示一个周期 表示一个波长 联系 波在传播过程中null各质点都在自nullnull衡null置nullnull振动nullnull个质点都有自null的振动图象 nullnull波的多解 1null传播方向的nullnull性带来的多解 波在介质中的传播方向可以沿空间各个方向null在二null空间坐标系中null波的传播方向内有null种可能null沿 X 轴的null方向或负方向null若nullnull负null方向传播的时间之和等于周期的整数倍null则null负nul
26、l方向传播到那一时刻波形相nullnull因null在波的传播方向null定的情况null必null要考虑null一点null 例null一列简谐横波在 X 轴null传播着null波形图如图null示null实线null t = 0 时刻的波形图null虚线null t = 0. 2s时刻的波形图 ,问 :(1)波null多大 ? (2)若 2Tnull tnull 3Tnull波null多大null null 3null若 tnull Tnullnull波nullnull 85m/s 时null波向何方传播null 2null波的时间周期性带来的多解 在波的传播过程中null各质点都在各自
27、的null衡null置nullnull振动nullnullnull时刻null质点的null移nullnullnull则nullnull时刻null波的图象nullnullnull质点振动null移做周期性null化null则波的图象null做周期性null化nullnull过一个周期null波的图象复原一nullnullnull就是说如在 X轴nullnull一给定质点null在 tnullnull时刻的振动情况null它在null时刻的振动情况nullnull移nullnull度nullnullnull度等null相nullnull因null在null时刻的波形null在nullnulln
28、ull时刻必然多nullnull复null现nullnull就是机械波的时间周期性null波的时间周期性null表明波在传播过程中nullnull过整数倍周期时nullnull波形图线相nullnull nullnull图形多样性带来的多解 在波的传播过程中null质点的振动情况null波的传播方向及波形null者紧密相关null若质点在一定的限制条件null时差null空间null振动状态的限制nullnull振动null则质点间的波形可能null是惟一的null因null相应的波的参nullnull可能null是惟一的null在处理null类问题时既要考虑波传播的null向性null又要考
29、虑波在空间null现的null复性以及质点振动的周期性null因nullnull可根据null质点null衡null置的距离和null质点的振动差别确定可能的波长null并再兼顾null他方面的情况null波的参nullnullnullnull析才能解答有关的问题null 第四讲 机械波的特性 一null波的null射 波遇到障碍物会返回来继续传播的现象nullnull射null nullnull特例null夏null轰鸣nullnull的null声null在空null子null说话会听到声音更响null nullnull人耳能nullnull相差nullnullnullnull以null的n
30、ull个声音null 二null波的折射 波null一种介质null入另一种介质时null传播方向会发生改null的现象null波的折射null 波的折射中null波的频率nullnullnull波null和波长都发生了改nullnull nullnull波的叠nullnull波的nullnull nullnull波的叠null原理null在null列相遇的null域时nullnullnull个质点都将参nullnull列波引起的振动nullnullnull移是null列波null别引起null移的矢null和null相遇nullnull保null原来的null动状态null波在相遇null域
31、nullnull互nullnull扰null有独立性null nullnull波的nullnull nullnullnull条件null频率相null的null列null性质的波相遇null nullnullnull现象null某些地方的振动nullnullnull某些地方的振动null弱null并nullnullnull和null弱的null域间隔null现nullnullnull的地方始终nullnullnullnull弱的地方始终null弱null形null的图样是稳定的nullnull图样null 四null波的null射 nullnull波绕过障碍物继续传播的现象null波的null
32、射null nullnullnull射现象始终存在null但能够发生明显null射现象的条件是null障碍物或孔的尺null比波长小或差null多null nullnull注意nullnullnull和null射现象是波的特有现象null一null波都能发生nullnull和null射现象nullnull之能够发生nullnull和null射现象null一定是波null 五null声波 nullnull可闻声波null能引起人类听觉器官感觉的声波null频率范围nullnullnullnull 20000null之间null nullnullnull声波null频率null于nullnulln
33、ull的声波null 超声波null频率高于 20000null的声波null可用于工程质null检测及null疗null定null等null nullnull声波null能发生null射nullnullnull和null射等现象null声波的共振现象称null声音的共鸣null nullnull多普勒效应 nullnull波源和null察者之间有相nullnull动null使null察者感到频率发生null化的现象nullnull做多普勒效应null nullnull相nullnull动和频率的关系 nullnullnull当波源null动nullnull察者朝着波源移动nullnullnu
34、ll察者null动相比nullnull察者在单null时间内接收到的完全波个数增nullnullnull接收到的频率增大nullnull之null当null察者null离波源时null接收到的频率null小null nullnullnull当null察者null动null波源相null于null察者null动时nullnull可得到null样的结论null总之null当波源nullnull察者有相nullnull动时null如果二者相互接nullnullnull察者接收到的频率增大null如果二者null离nullnull察者接收到的频率null小null nullnullnull注意null
35、声源的频率并没有发生null化null null难点突破 一null波的叠null和nullnull nullnull波的叠null nullnullnull波的独立性nullnull列波相遇nullnullnull象相遇前一样null各自null质原有的波形继续传播nullnull就是波的独立性原理null nullnullnull波的叠nullnull在null列波null叠的null域nullnull任何一个质点的总null移null都等于null列波引起null移的矢null和null nullnull波的nullnull null于波的nullnull应理解以nullnull点nul
36、l nullnullnull在nullnullnull域null始终有null列波相互通过null并nullnull列波的频率null波nullnull波长都相nullnull nullnullnull在nullnullnull域null各个质点都以一定的振幅振动null振动最nullnull域null质点的振幅nullnull列波null别引起的振幅之和null振动最弱null域内质点的振幅null现金列波的振幅之差null因nullnull们看到的现象是等幅相null水波叠null时null振动最弱null域内的质点null乎没有振动null nullnullnull振动nullnull和
37、振动null弱null域是稳定的null 在波的叠 nullnull域nullnull若某质点在某时刻是波峰null波峰相遇nullnullnull移大小nullnull列波的振幅之和null达到最大值null振动是nullnull的nullnull半个周期nullnull该质点一定处于null列波的波谷null波谷的相遇处nullnullnull移大小nullnullnull列波的振幅之和null达到null向最大值nullnull然是nullnull的null若某质点在某时刻处在第一列波的波峰null第二列波的波谷相遇null置nullnullnull移大小应nullnull列波的振幅之差
38、null达到最小值null振动是null弱的nullnull半个周期nullnull该质点一定外于第一列波的波谷null第二列波的波峰相遇处nullnullnull移大小null等于null列波的振幅之差nullnull然是null弱的null当然在振动nullnull的null域内null某些时刻某些质眯的null移null可以nullnullnullnull时null处在null衡null置null但nullnull有最大的振动null度null nullnullnull靠null振动最null的质点null振动null是nullnull的null靠null振动最弱的质点null振动nul
39、l是null弱的null 二null波的null射 波的null射是指波绕过障碍物的现象null能够发生明显的null射现象的条件是null障碍物或孔的尺null比波长小null或都跟波长相差null多null nullnull波的多普勒效应 当波源nullnull察者有相nullnull动时null如果二者相互接nullnullnull察者收到的频率增nullnull如果二者null离nullnull察者接收到的频率null小null 另外要注意的是null们null说的频率null大nullnull小是相null于波源的频率而言的null并null是说随波源和null察者的靠nullnul
40、lnull察者接收到的频率null渐增大null波源和null察者null离时null渐地null小null如果null者之间的相nullnull动是匀null的nullnull察者听到的声音频率是nullnull的null null 何 null 学 和 物 理 null 学 null题一 null的null射和折射nullnull何null学null 1nullnull镜null面镜的null别 nullnull镜是折射nullnullnullnull的null可以是 nullnull倒null虚null实nullnullnull缩null起聚null作用nullnullnull镜是折射n
41、ullnullnull能null缩小的null立nullnull起散null作用nullnull面镜和null面镜都是null射nullnullnull null镜null包括nullnull镜null是使null线null过null使用null线折nullnullnull的仪器nullnull线遵守折射定律null面镜null包括null面镜nullnull是使null线null过null而是null射回去nullnull的仪器nullnull线遵守null射定律null nullnull镜可以null倒立null大null等大null缩小的实null或null立null大的虚nullnul
42、l可把nullnullnull会聚于焦点nullnull可把焦点发null的null线折射nullnullnullnullnullnull面镜null能nullnull立缩小的虚nullnullnull要用扩大视nullnull 物体到null镜的距离 u null的大小 null的null倒 null的虚实 null的null置 null到null镜的距离 v 应用实例u己日f 缩小 倒立 实null null物异侧 日f己v己f 照相机u=日f 等大 倒立 实null null物异侧 v=日f 日f己u己f null大 倒立 实null null物异侧 v己日f 幻灯机u=f 里里 里里
43、里里 里里 里里 里里uf null大 null立 虚null null物null侧 里里 null大镜null面镜nullnull面镜和nullnull镜nullnull的null种虚nullnull都是null立的null而null面镜和nullnull镜nullnull的实nullnull以及小孔nullnull中nullnull的实nullnull无一例外都是倒立的null当然nullnull面镜和nullnull镜null可以null虚nullnull而它们nullnull的null种虚nullnullnull样是null立的状态nullnull镜nullnull满足null镜nul
44、lnullnull式null 1/u(物距 )+1/vnullnull距null =1/fnullnull镜焦距null 2nullnull的null射和null面镜nullnull nullnull有在null种均匀介质中才是沿直线传播的 .当null照射到null种介质界面null时null总有一部nullnull要返回原介质中里里null发生null射现象 . 在各种null的null射现象中里里规则null射和漫null射现象中nullnull条null线都是null格遵守null射定律的 .要null确熟练地掌握null射定律null并能nullnull相关的计算和熟练地画nulln
45、ull路图 . null面镜nullnull是null射定律应用的生动实例nullnull面镜null的null是null立null和物等大并null物关于镜面null称的虚null . 在null的null射现象中nullnull路是可逆的 . 2.null的折射和全null射 null 1nullnull的折射 null传播到null种介质界面null时null一部nullnull改null原来的传播方向null入另一种介质的现象nullnullnull的折射现象 .null的折射现象遵守折射定律 . 折射率是nullnull介质null学性质的物理nullnullnull定义null当n
46、ullnull真空射入介质发生折射时null入射角的nullnullnull折射角的nullnull的比值nullnull在数值nullnull等于null在真空中传播null度null介质中传播null度的比值nullnullnulln= vc=21sinsin (1null 2null别null入射角和折射角 ). null种介质nullnullnull频率的null的折射率nullnullnull频率越高null折射率越大 .白null通过null棱镜发生的色散现象就是null原因nullnull的 . 在折射现象中nullnull路null是可逆的 . null 2null全null射
47、 nullnullnull密介质射向null疏介质null入射角大于临界角时null就会发生全null射现象里里null折射nullnull失nullnull全被null射回原介质的现象 . 折射率null n 的介质nullnull真空的临界角null C=arcsin n1 . null题二 null的波动性和粒子性null物理null学null 1.null的波动性 null的nullnullnullnull射现象说明nullnull有波动性nullnull的偏振现象说明null波null横波nullnull的电磁说则揭示了null波的null质里里null是电磁波 . null 1nu
48、llnull的nullnull 由频率相nullnullnull相差恒定null的nullnull源里里相nullnull源发null的null在空间相遇null才会发生nullnullnull形null稳定的nullnull图样 .由于发null过程的null子的特性null任何null个独立的null源发null的null都null可能发生nullnull现象 .null有采用特殊的nullnullnullnull方法里里将一束nullnullnullnull束null才能获得相nullnull .如null缝nullnull中通过null缝将一束nullnullnullnull束null薄膜nullnull中通过薄膜null个表面的null射将一束nullnullnullnull束而形null相nullnull . 在null缝nullnull中null若用单色nullnull则在屏null形null等间距的null明暗相间的nullnull条纹 .条纹间距 xnull和null波的波长 nullnull比null和屏到null缝的距离 L nullnull比null和null缝间距 d nullnull比nullnull x= dL .若用白null做null缝nullnull实验null除中央亮条纹null白色外nullnu
