[小学教育]14机械波.ppt

一.机械波产生的条件 一.弹性形变 讨论： (1)弹性模量的大小决定于材料的弹性，它反映了材料抵抗形变的能力 (2)液体和气体只能发生体积形变，因此只有体变弹性模量 二*.波速与弹性模量的关系 简谐波：谐振动在弹性媒质中的传播 　 三.波的能流密度(波的强度) 　 一、惠更斯原理 论述：媒质中波动传到的各点都可以看作是新的次波源，这些新波源发射的波称为子波，其后任一时刻这些子波的包络面就是该时刻的新波阵面 二.波的衍射 反射 折射 　 二.波的干涉 一.驻波的产生和特点 波源、观察者或两者相对媒质运动时，观察者接收到的波的频率不同于波源频率的现象 4.应用—利用超声多普勒技术测量血流速度 血流速度测量对于脑循环,心血管疾病的诊断非常重要。 利用超声多普勒技术测量血流的成功，是人们可不必切开皮肤，从血管中插入导管来测血流，只需在体外就可实现血流的无损测量。 图示即为多普勒血流测量仪简图。 频率为γ1的超声波由探头（换能器）Ⅰ发出，被流动的血流反射后，由探头（换能器）Ⅱ接收。设血流速度为ν，超声束与血流方向夹角为θ，超声在人体组织中传播的平均速度为μ。 　 一. 声压、声强、声强级 1.声压 介质中有声波传播时的压强和无声波 2．?超声波的特性（1）? 超声波是一种弹性震动的机械波，可以进入任何弹性材料，而且不受材料的导电性，导热性，透光性等性能的影响。（2）? 超声波在物体中的传播与材料的弹性密切相关。一旦在传播过程中遇到弹性情况的变化，在界面处就会发生波的反射和透射。（3）? 超声波频率高，波长短，具有很高的直线定向传播的特性。（4） 高频的超声波，具有较大的功率。一般地，功率与频率和声压的平方都成正比。 两列振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向传播时叠加而形成 §14-7 驻 波 始终静止---波节 振幅最大---波腹 (1)某些点始终静止(波节)，某些点的振幅最大(波腹)，其它各点的振幅在0--2A 之间，两相邻波节或波腹之间的距离为?/2; (2)每一时刻合成波波形一定，且不左右移动---驻波; 驻波没有振动和能量的传播----不是波，只是一种特殊的振动形式 (3)分段振动。相邻两波节之间各点振动同步---同相；相邻两段的振动方向相反---反相。 二.驻波的表达式 设相向而行的两列相干波为 合成波 (2)坐标为x处的质元作振幅为 的谐振动 (1)驻波表达式中不含 因子，即它不是波动，只是振动 (3)波腹的位置：满足 相邻波腹的间距为 (4)波节的位置：满足 同样可得相邻波节的间距也为 (5)两相邻波节间各点振动相位相同，相邻两分段上各点振动相位相反 (6)驻波能量在波腹和波节之间交替转移 ----无能量的定向传播 三、反射波的周相和半波损失 波疏媒质： 较小的媒质 波密媒质： 较大的媒质 1.波疏 波密媒质 反射点出现波节 即在反射点反射波的相位有? 突变 ----半波损失 (2)波密 波疏媒质: 反射点出现波腹 即在反射点入射波和反射波同相 入射波 反射波 解:入射波传播到x0点产生的振动为 [例6]如图,已知入射波的方程为 试求反射波的波动方程 设反射波方程为 因x0处入射波、反射波的相位差为 可得 另解： x0处反射时相位产生 突变 所以反射波在x0处的振动方程为 反射波传播l距离至x处，滞后l/u时间 入射波 反射波 设:波传播速度为u，波源速度为v， 观察者速度为vR，波源频率为? §14-8 多普勒效应 呜 视频2 视频1 1.波源不动，观察者相对于媒质运动 观察者向波源运动时 则波以速度 通过观察者 ----接受频率高于波源频率 若观察者背离波源运动，则有 ----接受频率低于波源频率 2.观察者不动，波源相对媒质运动 波源向观察者运动时 ----接受频率高于波源频率 若波源背离观察者运动，则有 ----接受频率低于波源频率 3.波源和观察者同时相对于媒介运动 相向运动 媒质中的波长为 则波相对于观察者的速度为 背离运动 发射电路 接收电路 血管 v θ 探头Ⅰ 探头Ⅱ 而对于本问题,超声速与血流方向夹角为θ 则根据多普勒效应关系式： 在实际应用中利用测到的△γ来推算出血流速度ν,即 [例7]如图振源S位置固定,反射面以速度v=0.2m/s朝观察者O运动，O听到拍音频率?b=4Hz,求振源频率?s (已知空气中声速为340m/s) 解：O可以直接接受S的波和经反射的波 直接接受的频率 接受反射后波的频