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1、第十章,波 动,北京天坛回音壁,两类波的不同之处,机械波的传播需有传播振动的介质;,电磁波的传播可不需介质.,能量传播 反射 折射 干涉 衍射,两类波的共同特征,一 机械波的形成,产生条件：1）波源；2）弹性介质.,波是运动状态的传播，介质的质点并不随波传播.,机械波：机械振动在弹性介质中的传播.,横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波.,（仅在固体中传播 ）,二 横波与纵波,特征：具有交替出现的波峰和波谷.,纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波.,（可在固体、液体和气体中传播）,特征：具有交替出现的密部和疏部.,复杂波,（本章研究对象）,特点：波源及介质中各点均作简谐振动,特点：
2、复杂波可分解为横波和纵波的合成,例如：地震波 水面波,三 波长 波的周期和频率 波速,波长 ：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为 的振动质点之间的距离，即一个完整波形的长度.,O,y,A,横波：相邻 波峰-波峰 波谷-波谷,纵波：相邻 波疏-波疏 波密-波密,周期 ：波前进一个波长的距离所需要的时间.波动周期=振动周期,频率 ：周期的倒数，即单位时间内波动所传播的完整波的数目.,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（相速）.,波在媒质中传播的速度,波速决定于媒质的弹性（弹性模量）和惯性（密度）,波速 与介质的性质有关， 为介质的密度.,可以利用横波与纵波的 传
3、播速度变化,寻找石油,弹性模量,四 波线 波面 波前,振动相位相同的点组成的面称为波阵面,1 波射线（波线）,2 波阵面（波前）,波的传播方向,任一时刻 波源最初振动状态在各方向上传到的点的轨迹. 波前是最前面的波阵面,性质,（3）各向同性介质中，波线垂直于波阵面.,（2）波阵面的推进即为波的传播.,（1）同一波阵面上各点振动状态相同.,分类（1）平面波,（2）球面波,例1 在室温下，已知空气中的声速 为340 m/s，水中的声速 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？,在水中的波长,解 （1）气体中纵波的速度,由理想气体状态方程,例2
4、 假如在空气中传播时，空气的压缩与膨胀过程进行得非常迅速，以致来不及与周围交换热量，声波的传播过程可看作绝热过程. （1）视空气为理想气体，试证声速 与压强 的关系为 ，与温度 T 的关系为 .式中 为气体摩尔热容之比， 为密度，R 为摩尔气体常数，M 为摩尔质量.,解 （2）由（1）,地震被按传播方式分为三种类型： 纵波、横波和面波。纵波是推进波，地壳中传播速度为557千米秒，最先到达震中，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。横波是剪切波：在地壳中的传播速度为3.24.0千米/秒，第二个到达震中，又称S波，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。面波又称L波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。,
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