2013年4月自考《物理(工)》串講第九章(1)

更新時(shí)間：2013-04-06 12:57:31 來(lái)源：|0

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摘要 2013年4月自考《物理(工)》串講第九章(1)

　　第九章機(jī)械波

　　一、機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播(識(shí)記)

　　波的定義：波是指一個(gè)過(guò)程，也就是振動(dòng)的傳播過(guò)程。

　　機(jī)械波：是機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播過(guò)程。

　　電磁波是電磁場(chǎng)的振動(dòng)在真空或介質(zhì)內(nèi)的傳播過(guò)程。

　　這兩類(lèi)波性質(zhì)是不同的。

　　橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波動(dòng)的傳播方向相垂直的波。

　　縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波動(dòng)的傳播方向相同的波。

　　水面波既不是純粹的橫波也不是純粹的縱波。

　　表示波的幾個(gè)參量：(明確其相互關(guān)系)

　　波速：是單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)狀態(tài)傳播的距離，用v表示。它與振動(dòng)速度是不同的。

　　波長(zhǎng)：同一波線上一個(gè)完整波形的長(zhǎng)度，用λ表示。

　　波的頻率：與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率是同一個(gè)參量，用ν表示，頻率的倒數(shù)就是波的周期，與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期是同一個(gè)量，用T表示，則T=1/ν。

　　波速與頻率及波長(zhǎng)之間的關(guān)系：

　　v=λ/T=νλ

　　即：波速等于頻率和波長(zhǎng)的乘積，這是波速、波長(zhǎng)、周期或頻率的重要基本關(guān)系。

　　二、簡(jiǎn)諧波的運(yùn)動(dòng)方程(領(lǐng)會(huì))

　　簡(jiǎn)諧振動(dòng)在介質(zhì)中傳播而形成的波叫簡(jiǎn)諧波。要領(lǐng)會(huì)簡(jiǎn)諧行波的幾個(gè)表達(dá)式的含義：

　　y=Acosω(t±Δt')=Acosω(t± x/v)

　　根據(jù)ω=2πν=2π/T 及v=νλ可得下列形式的方程(正負(fù)號(hào)表示波動(dòng)沿x軸負(fù)向或正向運(yùn)動(dòng)時(shí)所用的符號(hào))

　　y=Acos2π(νt±x/λ)

　　=Acos2π(t/T±x/λ)

　　=Acos2π(vt±x)/λ

　　1、當(dāng)表達(dá)式中t為常量時(shí)，則位移y表示在給定刻波線上各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移，這時(shí)的波形曲線相當(dāng)于在t時(shí)刻的一張快照。這時(shí)波線上任意兩點(diǎn)間的相位差就是：

　　Δφ=2π(x2x1)/λ (其中的負(fù)號(hào)表示沿x方向上后一點(diǎn)的相位落后與前一點(diǎn)的相位)

　　2、當(dāng)x給定時(shí)，y將只是t的函數(shù)，表示離原點(diǎn)距離為x的質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的振動(dòng)位移。實(shí)際上是表示給定點(diǎn)的振動(dòng)情況。作出的曲線則是該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線。

　　3、當(dāng)x，t都變化時(shí)，則運(yùn)動(dòng)方程就表示了波形的傳播。它表示在t1時(shí)刻，x處的振動(dòng)位移到t1+Δt時(shí)刻已傳播到x+vΔt)處，前一時(shí)刻前一個(gè)振動(dòng)位移和后一時(shí)刻后一個(gè)振動(dòng)位移是相同的，可見(jiàn)波在這段時(shí)間Δt里移動(dòng)(傳播)了一段距離Δx。

　　這里要能夠根據(jù)Δφ=2π(x2x1)/λ求解行波中兩點(diǎn)間距離與相位差的關(guān)系。

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