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太原理工大学物理系 1 波动 振动在空间的传播过程叫做波动。波动是一种重要的运动形式。 2.常见的波 第12章 机械波 （1）机械波：机械振动在媒质中的传播。 （2）电磁波：变化电场和变化磁场在空间中的传播。 机械波与电磁波的本质不同，传播机理不同，但其基本传播规律相同。 §12-1 机械波的产生和传播 本节要点： 1.机械波产生的条件是什么？ 2.波传播的物理实质是什么？ 3.描写波动的物理量有哪些？ 它们的关系如何？ 一 机械波的产生条件 2、弹性介质：质元之间以弹性力相联系。 1、波源：作机械振动的物体。 横波:质元振动方向垂直于波的传播方向。 纵波:质元振动方向平行于波的传播方向。 简谐波：若媒质中的所有质元均按一定的相位传播规律做简谐振动，此种波称为简谐波. 简谐波是一种最简单、最重要的波，一切复杂的波都是由简谐波合成的结果。 以下我们主要讨论简谐横波。 二、波的传播 1.波是振动状态的传播 2)媒质中各质元在各自平衡位置附近运动. 1)媒质中各质元受到弹性力作用. 3）上游的振动状态被下游重复,所以“波是振动状态的传播”。 4) 有些质元的振动状态相同，这些点称作同相位点。 相邻的同相点间的距离叫做波长? ，它们的相位差是2?,时间差是T。 结论： 2.波是相位的传播 沿着波的传播方向，各质元的相位依次落后。 · · a b ?x x 传播方向 b点比a点的相位落后 a点和b点相位差 振动状态的传播速度 三、波的特征量 2、周期T：波向前传播一个波长的时间。 3、波速:波动过程中，某一振动状态（即振动相位）单位时间内所传播的距离. 1、波长?：两相邻同相点间的距离。 波形曲线上一个完整波形的长度. 频率?：单位时间内波动所传播的完整波的数目. 如声音的传播速度 空气，常温 左右，混凝土 固体 纵 波 弹性模量 液、气体 体积模量 横 波 切变模量 波速u主要决定于媒质的性质和波的类型(横波、纵波)。 四、波的几何描述 波线：沿波的传播方向作的一些带箭头的线。波线 的指向表示波的传播方向。 波阵面：波在同一时刻到达的各点组成的面。 同时开始振动，相位相同。 波前：最前方的波面即是波前。 平面波：波面为平面 球面波：波面为球面 柱面波：波面为柱面