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机械波的产生和传播.pptx

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机械波的形成与传播ppt

机械波的形成与传播ppt
总结机械波形成的原理：
二、波的形成原理
1、原理： 前带后 后学前 （滞后性）
（质点间有力的作用）
➢ 水波离开了它产生的地方，而
那里的水并不离开，就像风在田野 里掀起的麦浪，我们看到麦浪滚滚 的在田野里奔去，但是麦子却仍旧 留在原来的地方。
——达芬奇
二、波的形成原理
1、原理： 前带后 后学前
（质点间有力的作用）
选修3-4 第二章 机械波
2.1 机械波的形成和传播
探究一：机械波的形成条件是什么？
机械波形成条件
➢波源：引起初始振动的装置 ➢介质：能够传播振动的物质
一、机械波的形成条件
波源 介质
辨析
➢有机械振动一定有机械波对么？ ➢有机械波一定有机械振动对么？
探究二：机械波的形成原理
研究方法 设想:把绳分成很多小段 每一个小段可以看做一个质点
实验
四名同学一组，组员间合作：一人固 定水晶链一端，另一名同学，在水平桌 面上甩动水晶链。
讨论交流
➢把波源称为质点1，沿波的传播方向依次称为质 点2、3、4……
小组观察讨论 ：
每个质点从静止开始振动时的方向叫做起振方向 1、每个质点是同时起振的么？ 2、每个质点的起振方向一样么？
与波源的起振方向有什么关系？ 3、依次分析质点2、3、4……为什么能振动起来的原 因
2、机械波传播探究三：波分几类？分类依据是什么？
探究三：波分几类？分类依据是什么？
横波 纵波
在空气中传播的声波
课堂小结：本节课学习了什么？ 认识机械波
机械波的产生条件 机械波的形成原理
机械波的分类
谢谢大家！

机械波的产生和传播PPT课件

机械波的产生和传播PPT课件
应变应力机械波的产生和传播2体变模量b或容变模量容变模量描述了材料抵抗体积形变的能力大小机械波的产生和传播3切变模量g这种只改变形状不改变体积的形变称为切变切变模量描述了材料抵抗切变能力的大小addd传播横波和纵波的介质横波在介质中传播时介质发生切变所以横波只能在固体中传纵波在介质中传播时介质发生的拉伸和压缩形变所以纵波可以在固体液体气体中传播第16页共21页机械波的产生和传播固体的杨氏模量大于切变模量所以在固体中纵波的传播速度大于横波的传播速度对于大多数金属材料来说可认为近似相等机械波的产生和传播五波动的几个概念波射线
7.1 机械波的产生和传播
y
1 3 2 4
7
3 2
10
13
16
t0
t T 4
3 2
t 2T 4
3 2
t 3T 4
3 2
t T
3 2
t 5T 4
第5页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
注意
波是运动状态的传播,介质 的质点并不随波传播.
第6页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
三 波速、波长、频率(或周期) 波的特征:具有空间和时间上的周期性
7.1 机械波的产生和传播
2 波长
在波的传播方向上相邻的两个振动状态
相同(相位差为2 )的质点间的距离(一个完
整波的长度)
Ay
o
x
-A
第9页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
横波：相邻 波峰——波峰 波谷—— 波谷 纵波：相邻 波疏——波疏 波密——波密
波长与介质有关
第10页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
1 波速 v
在单位时间内振动状态(或相位)传播的 距离称为波的传播速度,也称为相速

课件机械波的形成和传播人教版-ppt精品课件

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（二）波是如何形成的呢？
依靠质点间的相互作用，质点1 带动质点2，质点2带动质点3…… 前质点带动后质点错落有致的振动 起来，这样就形成凹凸相间的波形。
课 件 1 2 .1机 械波的 形成和 传播 ( 共 11张 PPT)（ 人教版 ）
课 件 1 2 .1机 械波的 形成和 传播 ( 共 11张 PPT)（ 人教版 ） 课 件 1 2 .1机 械波的 形成和 传播 ( 共 11张 PPT)（ 人教版 ）
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试试身手......
例1：一列波由波源向周围传播开去， 下列说法正确的是：（ ）
Ａ、介质中各质点由近及远的传播开 去
Ｂ、质点的振动形式由近及远地传播 开去
课 件 1 2 .1机 械波的 形成和 传播 ( 共 11张 PPT)（ 人教版 ）
本节内容小结
1、波是如何形成和传播的？
依靠质点间的相互作用，质点1带动质点2， 质点2带动质点3……前质点带动后质点错落 有致的振动起来，这样就形成凹凸相间的波 形。
2、波的特点有哪些？
波传播的是振动形式、能量和信息。质点 只在平衡位置附近振动不随波迁移。波由近 及远传播出去，各质点起振方向相同、振幅 相同、周期相同。
达 . 芬奇
课 件 1 2 .1机 械波的 形成和 传播 ( 共 11张 PPT)（ 人教版 ）
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Байду номын сангаас
感谢观看，欢迎指导！ 1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单 位水体 该鱼的 产量有 可能相 同

机械波形成和传播PPT课件

机械波形成和传播PPT课件
A.树叶会飘移到池边,因为水波向池边传播 B.树叶不会飘移,因为树叶所处的水不能随 波移动 C.树叶不会飘移,因为树叶的运动方向与水 波的传播方向垂直 D.树叶可能飘移到池边
2．关于横波与纵波的说法正确的是（ D ） A ．质点上下振动形成的波就是横波 B ．质点水平振动的波就是纵波 C ．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这 类波就是纵波
想 问题1：波传播时，各质点 一 起振方向和振动周期与振 想 源的振动是否相同？
结论：起振方向和振动周期都和振源相同 （质点为受迫振动） 问题2：波传播的是 运动形式 ，各质点随波 迁移吗？(试证实）
结论：不会迁移
想 一 想
问题3：波按振动方向和传播方向 可分为横波和纵波， 这两种波形 各有什么特点？
D.各质点也随波的传播而迁移
2.波在传播过程中，正确的说法是（ ） A.介质中的质点随波迁移 B.波源的振动能量随波传递 C.振动质点的频率随波的传播而减小 D.波源的能量靠振动质点的迁移随波传递
3.沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止
振动时，有（
）
A.绳上各质点同时停止振动，横波立即消失
B.绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
E ．声波是纵波，地震波既有横波又有纵波
3．关于机械波下列说法中正确的是（ABC） A ．介质中各质点都做受迫振动，频率都相同 B ．波在传播过程中，频率保持不变 C ．波是传递能量的一种方式 D ．横波和纵波不可以同时在同一介质中传播

波的形成和传播完整(含模拟动画)ppt课件

波的形成和传播完整(含模拟动画)ppt课件

绳端这种上下振动的状态就沿绳子传了出
去，从整体上看就是一些凹凸相间的波形。
.
4
.
5
思 考
A O
D
C E
B
1、外力使O点上下振动，后来A点为什么 也上下振动起来了？
绳子各相邻质点之间存在着相互作用，外力使 O点上下振动时，O带动相邻的质点上下振动， 这个质点又带动更远一些的质点振动，最终A 点振动起来。学科网
A.有机械振动就有机械波
B.没有机械波就没有机械振动
C.有机械波就一定有机械振动
D.机械波是机械振动在介质中的传播过
程，它是传递能量的一种方式
.
14
<2>、区分横波和纵波是根据（ C ）
A．是否沿水平方向传播 B．质点振动的方向和波传播的远近
C．质点振动的方向和波传播的方向 D．质点振动的快慢
.
15
<3>、下列说法不正确的有（ ACD）
A．声波在空气中传播时是纵波， 在水中传播时是横波
B．波不但传递能量，还能传递信息
C．质点振动的方向总是垂直于波 波传播的方向
D．一切波的传播均需要介质
.
16
<4>.在机械波中，下列说法中错误的是( D )
A、各质点都在各自平衡位置附近振动
B、相邻质点间必有相互作用力
形成过程：见P42页 没有
.
8
二、波的分类
横波 质点的振动方向与波的传播方向垂直。
凸起的最高处叫波峰。凹下的最低处叫波谷。
波的分类
.
9
波 纵 质点的振动方向与波的传播方向在一 条直线上。 密部：质点分布最密的地方 疏部：质点分布最疏的地方
波的分类

高二物理竞赛机械波的产生和传播课件(共24张PPT)

高二物理竞赛机械波的产生和传播课件(共24张PPT)
4.3 机械波的产生和传播
4.3.1 机械波及其分类
1. 机械波产生的条件
(1)有作机械振动的物体，即波源 (2)有连续的介质 如果波动中使介质各部分振动的回复力是弹性力 ，则称为弹性波。
弹性力： 有正弹性力（压、张弹性力）和切弹性力； 液体和气体弹性介质中只有正弹性力而没有切弹性力。
2. 纵波和横波
在时间 t内整个波形沿波的传播方向平移了一段距离 x
纵波——振动方向与传播方向相同，如声波。
t+ t时刻的波形方程
为弦中张力， 为弦的线密度
(1)如果给定x，即x=x0
为p点的振动落后于原点振动的时间
纵波——振动方向与传播方向相同，如声波。 液体和气体弹性介质中只有正弹性力而没有切弹性力。 G、 E为媒质的切变弹性模量和杨氏弹性模量
o
y
(a)
图6.11
从图6.11(b)振动曲线知，
(b)
t 0.2s
y0
v > 0 图6.11(c)
v 0
由旋转矢量图6.11(c)所示可得: 5 0 .2 32 /2
yP0 .2co s(5 t /2 )m
yAcos[(txx0)]
u
0.2cos[5(tx2)](m )
52
则y=y(t) 为x0处质点的振动方程
y(t ) Acos(t x0 )
u
x0处质点的振动初相为
t T
x0
u
质点作角频率为的简谐振动，反映出各质点都作
简谐振动。各点相位不同，越往前相位越滞后。
(t2
t1 )
2
t T
(2)如果给定t，即t=t0 则y=y(x)
y
A cos [ ( t0

机械波--机械波的产生和传播(ppt 19)


当 t t时
y' f ( x' )
y f ( x ut )
u x' x
波 线
波 在波传播过程中，任一时刻媒质 面 中各振动相位相同的点联结成的
空间曲面。 波 在某一时刻，波传播到的最前面 前 的波面（波阵面）。
3 平面波，球面波，柱面波 平面波 —— 波的波阵面为平面 球面波 —— 波的波阵面为球面 柱面波 —— 波的波阵面为柱面
t0
1 t Tt 0
4t 1 T 4
t
t 2T
2 T4
4
t 3T 4
12345
6 7 8 9 10 1112131415161718
t T
t 5T 4
t 6T
4y
·· ······t·=·T········ x
结论
• 波动仅是质点振动状态的传播,各质点并不随波前进；
• 各个质点的相位依次落后, 波动是相位的传播；
y
• 从传播时间分析：
u
O 点的质元的振动方程：
yo A cos( t 0 ) o
xP x
P 点的质元的振动方程：
•
yP A cos( ( t
从位相变化分析：
yP Acos(t 0
x u
) 0 )
2
) Acos(t 0
x
2
x
)
y
Acos(( t
x u
)
0
)
Acos( 2(t
u
o
x
• 若波沿 x 轴负向传播时，同样可
x1
得到波函数
y(
x,t
频率 单位时间内，波前进距离中完整波的数目。 1
T 频率同周期一样表征了波的时间周期性。

机械波的产生和传播课件


波速
波在介质中传播的速度， 与介质的性质和温度有关 。
波动能量的分布
01
波形
表示波动能量的分布 情况。
02
峰值
表示波动能量的最大 值。
03
波前
表示波动到达某一点 前的状态。
04
波后
表示波动经过某一点 后的状态。
03
机械波的传播
Chapter
波动速度
波动速度的定义
波动速度是指波的传播速 度，即单位时间内波传播 的距离。
能量谱分析
通过对实验数据进行分析，得到机械波的能量分布规律和特征。
THANKS
感谢观看
波动性
机械波传播的是振动形式和能量 ，而非质点本身，且媒质中的质 点并不随波迁移
02
机械波的产生
Chapter
振源
机械振动
物体在一定范围内的往复运动。
产生机械波的必要条件
物体振动时，必须存在弹性介质。
振动在介质中的传播
01
02
03
纵波
振动方向与传播方向一致 的波，如声波。
横波
振动方向与传播方向垂直 的波，如水波。
判断方法
通过观察波峰或波谷的移动方向， 可以判断出波动方向。
波动周期与频率
定义
波动周期是指波峰或波谷完成一 次往返所需的时间，频率是指单 位时间内波峰或波谷完成的往返
次数。
关系
波动周期与频率互为倒数，即频 率越高，波动周期越短。
测量方法
通过测量波峰或波谷完成一次往 返所需的时间，可以计算出波动 周期；通过在一定时间内数波峰 或波谷完成的往返次数，可以计
机械波的实验室模拟
弦波的模拟
通过振动弦的端点来模拟弦波，观察其传播过程 中的形态变化和振动特征。

大学物理机械波课件-PPT


2、t=t0为定值,y=y(x)
• 表示t0时刻波线上各质点离开各自平衡位置 得位移分布情况,称为该时刻得波形方程
• 对于横波,波形图就就是该时刻各质点在空 间得真实分布
• 对于纵波,波形图仅表示质点得位移分布
3、t与x都在变化
• 波动方程给出了各个质点在不同时刻得位
y 移,或者说包含了不同时刻得波形
结论:机械波传播得就是波 源得振动状态与能量
三、波线与波面
• 波传播到得空间——波场 • 波场中代表波传播方向得射线——波线 • 某时刻振动位相相同得点得轨迹——波面 • 最前方得波面——波前或波阵面 • 横波中,质元振动得轨迹与波线垂直,二者构
成得面——振动面或偏振面
波线
波线
平面波 球面波
波面
• P点t时刻得振动位移与原点 动位移相同
• P点振动方程为
时刻得振
沿x轴正向传播得平面简谐波得波函数
• 也就是x处质点得振ຫໍສະໝຸດ 方程沿x轴负向传播得平面简谐波得波函数
• 常用得波动表达式
(1)如图,已知 P 点得振动方程:
yP
A
y
cos( u
t
0
)
px Q x
O
x
求波动方程即波函数。
(2)如图,已知 P 点得振动方程:
平面简谐波——波面为平面得简谐波
？问题
• 如何用数学表达式描述一个前进中得波动？
• 如何描述各质点得振动位移y随平衡位置x与
t得变换规律
波函数
一、波函数得推导
• 平面简谐波沿x轴正方向传播 • 设原点得振动方程为
• 设平衡位置为x得P点在t时刻得振动位移为y • P点得振动落后于原点,晚了 • 也就就是原点得振动状态传到P点所需得时间 • P点在t时刻将重复原点在 时刻得振动状态

机械波的形成和传播(含flash和视频)ppt课件

1.质点只在平衡位置振动，并不随波迁移。波传播的是 振动这种形式。 带动性 滞后性 周期性重复性
2.介质各个质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振 。
（步调不一致）前面质点带动后面质点的振动，后面质点 重复前面质点的运动，但起振方向与振源方向相同。
3.传播过程中各质点的振动都是受迫振动，驱动力来源于 振源，其频率等于振源频率。
● 绳子各部分看 动后一质点,后一质点延迟振动
● 把质点的振动状态向前传播，从 总体上看形成凸凹相间的波
精选PPT课件
6
机械波产生的条件： 振源（波源） 介质
即能够传播振动的物质 固、液、气
即引起初始振动的装置
精选PPT课件
7
注：有振动不一定存在波，有波一定存在振动
精选PPT课件
14
思考：振动与波动的区别和联系？
1．区别 振动是一个质点的往复运动，而波动是介质中许
多质点的集体运动。 2．联系 （1）都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期。 （2）从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，
从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动。 （3）振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在
第二章 机械波
第一节 机械波的形成和传播
一生、活机中械的波机的械形波成与传播
请点击手
一、机械波的形成与传播
为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的呢？
设想:把绳分成很多小段 每一个小段可以看做一个质点
质点之间有相互作用力
精选PPT课件
4
精选PPT课件
5
一、机械波的形成与传播
波的形成过程是这样的
C．质点振动的方向和波传播的方向 D．质点振动的快慢
<3>、下列说法不正确的有（ ACD）
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10
11
t T 第13个质点准
备……
7
4
1
13
当第1个质点振动1个周期后
它的最初的振动相位传到第
13个质点 从相位来看 第
1个质点领先第13点 2π
10
π
2
12
结论 1. 波是振动状态的传播 不是质点的流动
各点均在自己的平衡位置附近作振动 2. 波长 波的周期 频率 波速
T u
13
波长：波线上相位差为2的相邻两点间的距离 波的周期：一个完整的波通过某点所需的时间 波的频率：单位时间内通过某点完整波的数目 波速：振动状态传播的速度
y
某时刻
u
x
5
2.波面 波射线：波传播的方向射线
波面：某时刻 同一波源向外 传播的波到达的各空间点连成的面
波阵面 波面
6
在各向同性介质中 点源：波面是球面 所以称为球面波 线源：波面是柱面 所以称为柱面波 面源：波面是平面 所以称为平面波
球面波
柱面波
平面波 7
在各向同性介质中
球面波
柱面波
能量
平面波
红绿光束交叉 乐队演奏 空中无线电波等
28
波的独立传播原理： 有几列波同时在媒质 中传播时 它们的传播 特性（波长、频率、 波速、波形）不会因 其它波的存在而发生 影响
趣称：和平共处
29
细雨绵绵 独立传播
30
2. 叠加原理
在各波的相遇区 各点的振动是
各列波单独在此激起的振动的合成
线性叠加
yP y1 y2
第13章 机 械 波 §1 机械波的产生和传播 §2 平面简谐波 §3 波的能量 §4 惠更斯原理 §5 波的干涉 §6 驻波 §7 多普勒效应
1
§1 机械波的产生和传播 一、波的产生 二、波面 波射线
2
一、波的产生 1. 机械波产生的条件
振源 弹性介质 2. 电磁波
只需振源 可在真空中传播
3. 物质波 物质的固有性质
u
1 4P 7 10Q13 x
任意两质元间距为 x
•相距x的任意两点的相位差
Δ 2π Δx
16
2)从两质元振动的重复性看 t 时刻 第13质元的振动是第1质元在 t –T 时刻的振动 第1点和第13点之间
间距: x
振动时间差：t T 相位差: Δ 2π
17
即 x
则 t T Δ 2π
1)波面与波射线的关系：波射线垂直波面 2)波射线是波的能量传播方向 3)平面波是最理想的波（一维问题 能量不发散）
8
§2 平面简谐波
一、平面 S H W 的传播
平面: 波面是平面(一维、能量不损失)
S H W : 各点均作简谐振动
以绳上横波为例 说明波的传播特征
y
u
x
1 4 7 10 13
无外界干扰 各质点均处在自己的平衡位置处9
周期性的体现 普遍的结论
19
二、 平面 S. H .W .的余弦表达式 已知：波沿着x轴的正方向传播
波源o的振动形式为 yo A cost 0
求：波的表达式 解：任意一点P坐标为x
u
o
Px x
20
解：任意一点P坐标为x o
解法一 相位关系
u
Px x
P点相位落后波源o的振动相位
2π Po
所以就在o点振动表达式的基础上改变相位因
t 0 第1个质点受一干扰 准备离开自己的
平衡位置向正方向振动
1 4 7 10 13
振动 y 0 状态 > 0
π
2
t T 第4个质点准备……
4
1
4
1 4 7 10 13
10
t T 第7个质点准备……
2
1 4 7 10 13
t 3T 4
第10个质点准备……
1
4
7
π
2
1 4 7 10 13
子就得到了P的振动表达式
y
A cost
0
2π
Po
A cos
t
0
2π
x
0
y
A cos t
0
2π
x
21
沿x轴正向传播的波函数
y
A cos
t
0
2π
x
y
A cos
t
kx
0
, 其中k
2
或
y
A cos
2
T
t
2π
x
0
y
Acos 2
t T
x
0
22
解法二 运动的重复关系
u
原点o处的振动表达式
y Acos(t 0 )
S1
P
满足线性波动方程
相应的介质叫线性介质
y t 时刻的波形曲线
o
x
λ （空间周期）
例题13.1（122页），例题130.2（122页）
26
§13.5 波的干涉 一、波的叠加原理 二、波的干涉 相干条件
27
一、波的叠加原理
1.波的独立传播原理
各振源在介质中独立地激起与
1
自己频率相同的波
S1
每列波传播的情况与其他波不
存在时一样
S2
2
实际例子:
1
13 某点
波长 波速与频率之间的关系：
u /T 14
3.波射线上各点振动相位(振动状态)的关系
1)同时看波线上各点
沿传播方向 各点相位依次落后
•相距一个波长两点 相位差是2
如第13点和第1点
或说振动时间差1个 周期则相位差为2
7
4
10
1 13
x
相差是 2π
15
•相距一个波长两点相位差是2
o
Px
x
y
A
cos
t
oP u
0
y
A cost
|
x
u
0
|
0
A
cos
t
x u
0
A cos
t
0
u
x
x0
y
A cos
t
0
பைடு நூலகம்
2π
(x
x0 )
23
讨论
1.
y
A
cost
2π
x
向x轴正向传播
y
Acos t
2π
x
向x轴负向传播
2.角波数（简称波数) 波数：单位长度内含的波长数目（波长倒数） 角波数：2长度内含的波长数目（简称波数）
A
振源A振动通过 弹性力传播开去
真空
机械波的传播 3
二、 波面 波射线 1. 横波 纵波 2. 横波：各振动方向与波传播方向垂直 3. 纵波：各振动方向与波传播方向一致
横波
u 纵波 x
例：空气中的传播的声波是纵波，光波是横波
4
波形图： 某时刻 各点振动的位移 y (广义：任一物理量) 与相应的平衡位置坐标 x 的关系曲线
k 2π
24
平面谐波一般表达： y Acos t kx
负（正）号代表向 x 正（负）向传播的谐波
3.波的表达式的物理意义
•当坐标 x 确定
表达式变成y－t 关系 表达了 x 点的振动
如图： y
x点的振动曲线
o T
t
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•当坐标 x 确定
表达式变成y－t 关系 表达了 x 点的振动
• 当时刻 t 确定 表达式变成y-x关系 表达了 t 时刻空间各点位 移分布－－波形图
间距为任意x 的两点的关系： 在波线下方Q点 t 时刻的振动是前方P点在
t
x T
t
x u
时的振动
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一般关系： 若已知波传播P点的振动形式可用函数 f(t)表示 Q点与P点相距为l 则Q点的振动函数是f (t- l /u)
u
P
Qx
同样
若Q点的振动形式是函数 f(t)
Q点与P点相距为l 则P 点的振动函数是f (t+l /u)