04机械波.pdf

大连理工大学 物理与光电工程学院 詹卫伸 特别说明： 1. 本课件是我一个人完成的，没有经过审定，只为授课使用。 其中肯定存在不足和错误，只能作为课后复习参考。 对课件中错误，老师概不负责。 同学还是以老师上课时的讲解为准。 2. 本课件中的部分画面取自清华大学等的课件。 老师只有使用权，不能作为其他用途。 因此，本课件只限我的学生阅读，不得传播。 3. 本课件在制作过程中，参考了其他老师的课件。 在此向他们表示感谢。 詹卫伸 2010-03-18 第五章 波 动 振动或扰动在空间以一定速度的传播称为波 动, 简称为波(wave) 。机械振动或扰动在介质中 的传播称为机械波，如声波、水波和地震波 等。变化电场和变化磁场在空间的传播称为电 磁波，例如无线电波、光波和X射线等。 机械波只能在介质中传播，例如声波的传播 要有空气作介质，水波的传播要有水作介质。 但是，电磁波 （光）的传播不需要介质，它可 以在真空中传播。 机械波和电磁波统称为经典波，它们代表的 是某种实在的物理量的波动。 ☆ 虽然各类波的具体物理机制不同，但它们都 具有叠加性，都能发生干涉和衍射现象，也就 是说它们所具有的波动的普遍性质。 除了机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现 象外，实验中发现，电子、质子和中子这些微 观粒子也能发生干涉和衍射。因此，微观粒子 也具有波动性。 简谐振动在空间的传播，称为简谐波，它是 最简单的波。我们以机械波中的简谐波为例来 介绍波动的普遍性质。 ☆ ☆ 第5章 波 动 §1 波动的基本概念 §2 简谐波 §3 波动方程与波速 §4 波的能量 §5 惠更斯原理 §6 波的叠加 §7 声波 §8 多普勒效应 动画演示 波动\横波的形成与传播1.swf 波动\横波的形成与传播2.swf 波动\横波的形成与传播3.swf 波动\横波的形成与传播4.swf 波动\纵波的形成与传播1.swf 波动\纵波的形成与传播2.swf §1 波动的基本概念 一. 机械波的形成 脉冲横波的产生 当手猛然向上抖动一次时， 就会看到一个突起状的扰动沿绳向另一端传去。 这是因为各段绳之间都有相互作用的弹力联系着。 当用手向上抖动绳的这一端的第一个质点时， 带动第二个质点向上运动，第二个又带动第三个，依次下去。 当手向下拉动第一个质点回到原来位置时， 它也要带动第二个质点回来， 而后第三个质点、第四个质点等 也将被依次带动回到各自原来的位置。 结果，由手抖动引起的扰动就不限在绳的这一端 而是要向另一端传开了。 扰动中质元的运动方向和扰动的传播方向垂直， ☆ 这种波叫横波。(脉冲横波) ☆ 脉冲纵波 的产生 用手在长弹簧一端沿水平方向猛然向前推一下， 则靠近手的一小段弹簧就突然被压缩。 由于各段弹簧之间的弹力作用， 这一压缩的扰动也会沿弹簧向