机械波的形成和传播
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机械波·知识点精解第一节、波的形成和传播1、机械波的形成和传播,机械波的产生条件(1)机械振动在媒质中的传播过程叫机械波,当一个质点开始振动,会引起邻近质点的振动,从而将振动在介质中传播起来而形成机械波。
(2)机械波产生的条件有两个:既要有做机械振动的物体做振源,又要有能够传播机械振动的媒质。
振源是形成机械波的必要条件但不充分。
既有机械波就必有机械振动,但有机械振动不一定有机械波。
(3)机械波的传播特点①后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动,离波源越远的质点的振动越滞后。
②对于一维简谐波来讲,各质点的振幅、周期相同且与波源相同。
③各振动质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波一起向外迁移。
④波不仅能传播振动形式和能量,而且还可以传递信息。
⑤当振源停止振动后,这种振动的形式还会继续向外传播。
⑥所有质点开始振动方向都相同,都与波源开始振动方向一致。
2、横波和纵波分类标准:按照质点振动方向与波的传播方向的关系,可以把机械波分为横波和纵波。
(1)横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的机械波叫做横波,也称作凸凹波。
凸起局部的最高点叫波峰,凹下局部的最低点叫波谷。
(2)纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的机械波叫做纵波也称作疏密波;质点分布最密的地方叫做密部,质点分布最疏的地方叫做疏部。
3、振动和波动的区别和联系〔1〕两者的联系:①振动是波动的起因,波动是振动在媒质中向周围的传播。
②没有振动一定没有波动,有振动不一定有波动,但有波动一定有振动。
〔2〕两者的区别:①从运动的现象看,振动是一个质点或一个物体通过某一中心〔平衡位置〕的往复运动;而波动那么是媒质是大量质点依次发生振动而形成的集体运动。
②从运动的原因看,振动是由于质点离开平衡位置后受到回复力的作用;而波动是由于弹性媒质中某一局部受到扰动后发生形变,产生了弹力而牵连与它相邻局部质点也随同它做同样的运动,这样由近及远地向外传开,在波动中各局部也受到回复力作用。
机械波的形成与传播一、机械波的形成与传播:机械振动在介质中的传播叫机械波。
形成机械波要有物体机械振动,这个振动的物体叫做波源。
还要有传播机械波的介质,如气体、固体、液体,但真空不能传递机械波。
机械波是通过介质将振动的形式和能量向外传播而形成的,波源和介质是形成机械波的必要条件。
机械波传播的是波源的运动形式和波源提供的能量。
介质中的各个质点并没有随波迁移。
从局部看,介质中的各个质点都在各自的平衡位置附近振动,从整体看,介质中距波源较近的质点先振动,并且带动距波源较远的质点随之振动,向外传播波源的运动形式和波源提供的能量。
介质中的各质点做的都是受迫振动,所以介质中各质点振动的周期和频率都与波源的振动周期和频率相同,这个周期和频率就叫做机械波的周期和频率。
波的传播是需要时间的,机械波在传播过程中,介质中各个质点振动的周期和频率是相同的,但它们振动的步调不同,在波传播方向上后面的质点总是追随前面质点的振动,其步调总比前面质点滞后一些。
机械波分横波和纵波两种,介质中各质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波,介质中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波。
在同一种介质中,纵波比横波传播速度快。
比如地震波就是二者混合而成的。
其中纵波就会提前于横波到达灾区。
二、描述波的物理量──波长,周期(频率)和波速:波长的意义可从两个角度去理解,反映了研究波的两种方法。
从振动的角度来讲,两个相邻的,在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。
如相邻的两个波峰或波谷间的距离就是一个波长。
从波传播的角度来讲,一个周期时间内,振动在介质中传播的距离叫做一个波长。
波的周期和频率就是介质中各个点振动的周期和频率,它等于波源的周期和频率,波的周期和频率由波源唯一决定,与波传播的介质无关,并在波传播过程中保持不变。
波传播的距离和所有时间的比叫波速。
由波长和周期的意义可以得出波的公式:T v λ=.波速是由介质的性质决定的,与波源无关,不同介质波速不同。
第2讲机械波机械波、横波和纵波1.机械波的形成和传播(1)产生条件①有波源。
②有能传播振动的介质,如空气、水、绳子等。
(2)传播特点①传播振动形式、能量和信息。
②质点不随波迁移。
③介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同。
2.机械波的分类分类质点振动方向和波的传播方向的关系形状举例横波垂直凹凸相间;有波峰、波谷绳波等纵波在同一条直线上疏密相间;有密部、疏部弹簧波、声波等3.波速、波长和频率(周期)的关系(1)波长λ:在波动中振动情况总是相同的两个相邻质点间的距离。
(2)频率f:在波动中,介质中各质点的振动频率都是相同的,都等于波源的振动频率。
(3)波速v、波长λ和频率f、周期T的关系:公式:v=λT=λf。
机械波的波速大小由介质本身的性质决定,与机械波的频率无关。
横波的图像1.坐标轴:横轴表示各质点的平衡位置,纵轴表示该时刻各质点的位移。
如图。
2.物理意义:表示在波的传播方向上,某时刻各质点离开平衡位置的位移。
波的特有现象1.波的叠加观察两列波的叠加过程可知:几列波相遇时,每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰,只是在重叠的区域里,质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
2.波的干涉和衍射波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须相同明显条件:障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样波能够绕过障碍物或孔继续向前传播多普勒效应1.定义:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感受到波的频率发生变化的现象。
2.实质:波源频率不变,观察者接收到的频率发生变化。
3.规律(1)波源与观察者如果相互靠近,观察者接收到的频率增大;(2)波源与观察者如果相互远离,观察者接收到的频率减小。
(3)波源和观察者如果相对静止,观察者接收到的频率等于波源的频率。
考点一波的传播与图像1.波的传播过程中的特点(1)振源经过一个周期T完成一次全振动,波恰好向前传播一个波长的距离,所以有v=λT =λf。