2021-2022学年高二物理竞赛课件：振动波动和波动光学.pptx

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1、第第1111章章 振动学基础振动学基础 振动是普遍存在的一种运动形式：振动是普遍存在的一种运动形式：振动是普遍存在的一种运动形式：振动是普遍存在的一种运动形式：1.1.物体的来回往复运动物体的来回往复运动物体的来回往复运动物体的来回往复运动(弹簧振子、单摆等弹簧振子、单摆等弹簧振子、单摆等弹簧振子、单摆等)。机械振动机械振动(mechanical vibration)：物体在一定位置物体在一定位置物体在一定位置物体在一定位置(中心中心中心中心)附近作来回往复的运动。附近作来回往复的运动。附近作来回往复的运动。附近作来回往复的运动。振动振动(vibration)：任何一个物理量任何一个物理量(物

2、体的位置、电流物体的位置、电流强度、电场强度、磁场强度等强度、电场强度、磁场强度等)在某一定值附近的反在某一定值附近的反复变化。复变化。机械振动的原因：机械振动的原因：物体所受的回复力和物体所具有的惯性。物体所受的回复力和物体所具有的惯性。2.2.电流、电压的周期性变化。电流、电压的周期性变化。电流、电压的周期性变化。电流、电压的周期性变化。11-1 11-1 11-1 11-1 简谐运动的描述简谐运动的描述简谐运动的描述简谐运动的描述11-2 11-2 11-2 11-2 简谐运动的动力学特征简谐运动的动力学特征简谐运动的动力学特征简谐运动的动力学特征11-3 11-3 11-3 11-3

3、简谐运动的合成简谐运动的合成简谐运动的合成简谐运动的合成11-4 11-4 11-4 11-4 阻尼振动阻尼振动阻尼振动阻尼振动11-5 11-5 11-5 11-5 受迫振动受迫振动受迫振动受迫振动 共振共振共振共振11-6 11-6 11-6 11-6 电磁振荡电磁振荡电磁振荡电磁振荡第11章 振动学基础11-1 11-1 简谐运动的描述简谐运动的描述11-1 11-1 11-1 11-1 简谐运动的描述简谐运动的描述简谐运动的描述简谐运动的描述一、简谐运动一、简谐运动一、简谐运动一、简谐运动二、二、二、二、描述简谐振动的基本量描述简谐振动的基本量三、三、简谐简谐运运动的速度动的速度四、四

4、、简谐简谐运运动的加速度动的加速度五、简谐运动的旋转矢量表示法五、简谐运动的旋转矢量表示法简谐运动简谐运动(simple harmonic motion)是最基本、最是最基本、最弹簧振子弹簧振子一、简谐运动一、简谐运动一、简谐运动一、简谐运动表达式：表达式：表达式：表达式：简单的振动，运动规律由余简单的振动，运动规律由余(正正)弦函数描述。弦函数描述。简谐运动简谐运动1.1.振幅振幅2.2.周期、频率周期、频率 周期周期 频率频率 圆频率圆频率周期和频率仅与振动系周期和频率仅与振动系统统本身本身的物理性质有关的物理性质有关图图二、描述简谐振动的基本量二、描述简谐振动的基本量二、描述简谐振动的基

5、本量二、描述简谐振动的基本量1 1）存在一一对应的关系；存在一一对应的关系；2 2）相位在相位在 内变化，质点内变化，质点无相同无相同的运动状态；的运动状态；3.3.相位相位3 3）初）初相位相位 描述质点描述质点初始初始时刻的运动状态时刻的运动状态.相差相差 为整数为整数 质点运动状态质点运动状态全同全同.（周期性）周期性）图图 简谐运动中，简谐运动中，和和 间不存在一一对应的关系间不存在一一对应的关系.4.4.常数常数 和和 的确定的确定初始条件初始条件 对给定振动系统，周期由系统本身性质决定，对给定振动系统，周期由系统本身性质决定，振幅和初相由初始条件决定振幅和初相由初始条件决定.取取已

6、知已知 求求讨论讨论振动相位振动相位振动相位振动相位(phase)(phase)的讨论的讨论的讨论的讨论 t=0时，相位为时，相位为 ，称振动的，称振动的“初相位初相位”振动的相位振动的相位决定了简谐运动的运动状态决定了简谐运动的运动状态(位置和速度位置和速度)物体在正向最大处物体在正向最大处物体在平衡位置处物体在平衡位置处物体在负向最大处物体在负向最大处物体在平衡位置处物体在平衡位置处相位差相位差相位差相位差相位差：相位差：当二个振动的频率相同时，相位差为当二个振动的频率相同时，相位差为三、三、三、三、三、三、简谐简谐简谐简谐简谐简谐运运运运运运动的速度动的速度动的速度动的速度动的速度动的速度四、四、四、四、四、四、简谐简谐简谐简谐简谐简谐运运运运运运动的加速度动的加速度动的加速度动的加速度动的加速度动的加速度