一、機械波產生條件彈性介質

注：波動是波源振動狀態或振動能量在介質中傳輸，介質質點并不隨波前進。波源產生機械振動振源傳輸機械振動介質§11-1機械波產生和傳輸第1頁二、橫波與縱波1.橫波橫波：質點振動方向和波傳輸方向垂直。第2頁2.縱波縱波：質點振動方向和波傳輸方向平行。第3頁

注：在固體中能夠傳輸橫波或縱波，在液體、氣體(因無剪切效應)中只能傳輸縱波。振動方向傳輸方向波谷波峰波密波疏3.特征橫波：縱波：第4頁波線：沿波傳輸方向作一些帶箭頭線。波線指向表示波傳輸方向。波陣面：在波動過程中，把振動相位相同點連成面(簡稱波面)。波前：在任何時刻，波面有沒有數多個，最前方波面即是波前。波前只有一個。三、波陣面和波射線第5頁平面波：波面為平面球面波：波面為球面波面波線波線波面第6頁平面波球面波波線波陣面波陣面波線1、在各向同性介質中傳輸時，波線和波陣面垂直。注：2、在遠離波源球面波波面上任何一個小部份，都可視為平面波。第7頁四、波長、頻率、和波速之間關系yxo波長：同一波線上兩個相鄰振動狀態相同質點之間距離.yto周期：一個完整波經過波線上某點所需時間.第8頁單位時間內一定振動狀態所傳輸距離，用表示，是描述振動狀態在介質中傳輸快慢程度物理量，值通常取決于介質彈性和質量密度，又稱相速。波速、周期和波長之間存在以下關系：頻率：周期倒數頻率和周期只決定于波源，和介質種類無關。波速：第9頁個波長、頻率和波速之間關系

當波久遠大于介質分子間距離時，宏觀上介質可視為是連續；若波長小到分子間距尺度時，介質不再具備連續性，此時不能傳輸彈性波。彈性波在介質中傳輸時存在一個頻率上限。第10頁

例11-1

頻率為3000Hz聲波，以1560m/s傳輸速度沿一波線傳輸，經過波線上A點后，再經13cm而傳至B點。求(1)

B點振動比A

點落后時間。(2)波在A、B兩點振動時相位差是多少？(3)設波源作簡諧振動，振幅為1mm，求振動速度幅值，是否與波傳輸速度相等？解:

(1)波周期波長第11頁B點比A點落后時間為即

。(2)A、B

兩點相差，B點比A點落后相差為(3)振幅

A=1mm，則振動速度幅值為振動速度是交變，其幅值為18.8m/s，遠小于波速。第12頁

解:

橫波傳輸過程中各個質點在其平衡位置附近振動，且振動方向與傳輸方向垂直。水平箭頭表示該波傳輸方向。試分別用小箭頭表明圖中A、B、C、D、E、F、G、H、I各質點運動方向，并畫出經過1/4周期后波形曲線。例11-2

設某一時刻繩上橫波波形曲線以下列圖所表示，

依據圖中波動傳輸方向，可知在C以后質點B和A開始振動時刻總是落后于C點，而在C以前質點D、E、F、G、H、I開始振動時刻卻都超前于C點。

第13頁

在C到達正最大位移時，質點B和A都沿著正方向運動，向著各自正最大位移行進,質點B比A更靠近于自己目標。

質點F、E、D已經過各自正最大位移，而進行向負方向運動。

質點I、H不但已經過了自己正最大位移，而且還經過了負最大位移，而進行著正方向運動。質點G則處于負最大位移處。經過T/4，波形曲線以下列圖所表示，它表明原來位于C和I

間波形經過T/4

，已經傳輸到A、G之間來了。第14頁選擇進入下一節§11-0教學基本要求§11-1機械波產生和傳輸§11-2平面簡諧波波函數§11-3波動方程波速§11-4波能量波強度§11-