第十章-机械波.pptx

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1、1xxxxxx t=T/4 t=3T/4 t=00481620 12 t=T/2 t=T y第1页/共63页21)波波的的传传播播不不是是媒媒质质质质元元的的传传播播,而而是是振振动动状状态态的的传传播播,某某时时刻某质元的振动状态将在较晚时刻于刻某质元的振动状态将在较晚时刻于“下游下游”某处出现；某处出现；2)“上游上游”的质元依次带动的质元依次带动“下游下游”的质元振动；的质元振动；3)沿波的传播方向沿波的传播方向,各质元的相位依次落后；各质元的相位依次落后；4)同相位点质元的振动状态相同同相位点质元的振动状态相同,相邻同相位点相邻同相位点,相位差相位差2；5)波是指媒质整体所表现的运动状

2、态。波是指媒质整体所表现的运动状态。波的传播特征可归纳为：波的传播特征可归纳为：2.纵波纵波:介质中质点振动方向与波的传播方向平行。介质中质点振动方向与波的传播方向平行。v 固体中的振源可以产生横波和纵波；v 水面波既不是纵波,又不是横波。横波传播的条件：媒质具有切变弹性。在气体和液体内不产生切向弹性力,故气、液体中不能传播横波。第2页/共63页3？波面波面:振动相位相同的各点连成的面。振动相位相同的各点连成的面。？波前波前:波源最初振动状态传播到各点所连成的面。波源最初振动状态传播到各点所连成的面。根据波前的形状可以把波分为平面波、球面波、柱面波等。根据波前的形状可以把波分为平面波、球面波、

3、柱面波等。？波线？波线:沿波的传播方向画一些带箭头的线沿波的传播方向画一些带箭头的线;各向同性介质中波线与波面垂直。各向同性介质中波线与波面垂直。三、波面与波线球面波平面波波线 波面第3页/共63页4v 横波:相邻的波峰或波谷间距离;v 纵波:相邻的密集或稀疏部分中心间距离。3.波速（u）:单位时间内,波动所传播的距离称为波速 （相速）；波速决定于介质的特性。2.周期（T）:波前进一个波长的距离所需的时间叫周期。频率（f）:周期的倒数称为频率v波长反映波的空间周期性；波长反映波的空间周期性；v周期反映波的时间周期性。周期反映波的时间周期性。四、描述波的几个物理量1.波长（）:波传播时,在同一波

4、线上两个相邻的相位差为2 的质点之间的距离。第4页/共63页51)弹性绳上的横波弹性绳上的横波T绳中的张力绳中的张力,绳的线密度绳的线密度讨论几种介质中的波速：讨论几种介质中的波速：2)固体棒中的纵波固体棒中的纵波Y杨氏弹性模量杨氏弹性模量 体密度体密度l0l0+l FF拉伸其中：其中：第5页/共63页63)固体中的横波固体中的横波4)流体中的纵波流体中的纵波 =Cp/Cv,摩尔质量摩尔质量pV0+V容变ppp理想气体理想气体:B容变模量容变模量,流体密度流体密度G 切变模量切变模量F切切变第6页/共63页7？简谐波：若波源作简谐振动，介质中各质点也将相继作同频率的简谐振动,这种波称之为简谐波

5、。？平面简谐波：若波面为平面，则该波称为平面简谐波。一、平面简谐波的波函数设有一平面简谐波,在无吸收、均匀、无限大的介质中传播。设波的位相速度，即波速为u,则对P点：2.平面简谐波平面简谐波设原点O处振动位移的表达式为：OxxuyP1.沿x轴正方向传播(右行波)第7页/共63页8定义角波数定义角波数 得：得：2.沿沿x 轴负向传播轴负向传播(左行波左行波)xPxuyO对P 点：简谐波运简谐波运动学方程动学方程第8页/共63页9二、波函数的物理意义1.x确确定定时时，此此为为该该处处质质点点的的振振动动方方程程,对对应应曲曲线线为为该该处质点振动曲线处质点振动曲线x 确定时tyOtpxxuyOp

6、t 确定时2.t确确定定时时，此此为为该该时时刻刻各各质质点点位位移移分分布布,对对应应曲曲线线为为该时刻波形图该时刻波形图不同时刻对应有不同的波形曲线。不同时刻对应有不同的波形曲线。简谐波运动学方程是一个二元函数。位移y是时间t和位置x的函数。第9页/共63页103.t,x 都变化时都变化时,表示波线上所有质点在各个时刻的位移情况表示波线上所有质点在各个时刻的位移情况 行波。行波。t+tx=u txuyOt波函数的物理意义波函数的物理意义描述了波形的传播描述了波形的传播。第10页/共63页11三、波动中质点振动的速度和加速度三、波动中质点振动的速度和加速度四、平面波的波动方程四、平面波的波动

7、方程v u:波形传播速度波形传播速度,对确定的介质是常数；对确定的介质是常数；v v:质点振动速度质点振动速度,是时间的函数。是时间的函数。注意：把平面简谐波的波函数分别对把平面简谐波的波函数分别对t和和x求二阶偏导数，得求二阶偏导数，得第11页/共63页12比较上列两式，即得比较上列两式，即得普遍意义：普遍意义：在三维空间中传播的一切波动过程，只要介质在三维空间中传播的一切波动过程，只要介质 是无吸收的各向同性均匀介质，都适合下式：是无吸收的各向同性均匀介质，都适合下式：任何物质运动，只要它的运动规律符合上式，就可以肯定它任何物质运动，只要它的运动规律符合上式，就可以肯定它是是以以u为传播速

8、度的波动过程为传播速度的波动过程。第12页/共63页13例例题题10.1 有有一一平平面面简简谐谐波波沿沿Ox轴轴正正方方向向传传播播,已已知知振振幅幅A=1.0m,周周期期T=2.0s,波波长长=2.0m。在在t=0时时,坐坐标标原原点处质点位于平衡位置，且沿点处质点位于平衡位置，且沿Oy 轴的轴的正方向运动。正方向运动。求求：波波函函数数;t=1.0s时时各各质质点点的的位位移移分分布布,并并画画出出该该时时刻刻的的波波形形图图;x=0.5m处处质质点点的的振振动动规规律律,并并画画出该质点位移与时间的关系曲线。出该质点位移与时间的关系曲线。解解:1)按所给条件按所给条件,取波函数为取波函

9、数为式中式中 为坐标原点振动的初相为坐标原点振动的初相第13页/共63页14代入所给数据代入所给数据,得波动方程得波动方程2)将将t=1.0s代入式代入式(1),得此时刻各质点的位移分别为得此时刻各质点的位移分别为(2)(1)第14页/共63页15 按按照照式式(2)可可画画出出t=1.0s时时的波形图的波形图(3)将将x=0.5m代代入入式式(1),得得该该处处质点的振动规律为质点的振动规律为 由由上上式式可可知知该该质质点点振振动动的初相为的初相为-。由此作出其由此作出其y-t曲线。曲线。y/mx/m1.02.0Ox/my/m1.02.0O-1.0第15页/共63页16例例10.2一一平平

10、面面简简谐谐波波以以速速度度u=20m.s-1沿沿直直线线传传播播,已已知知在传播路径上某点在传播路径上某点A简谐运动方程为简谐运动方程为y=(3 10-2)cos(4 t)(m)。求求:以以点点A为为坐坐标标原原点点,写写出出波波动动方方程程;以以距距点点A为为5m处处的的点点B为为坐坐标标原原点点,写写出出波波动动方方程程;写写出出传传播播方方向向上上点点C、D的的简简谐谐运运动动方方程程;分分别别求求出出BC和和CD两两点点间的相位差。间的相位差。9m5m8muxDABC 解解:由点由点A的简谐运动方程可知的简谐运动方程可知频率频率:波长波长:第16页/共63页172)由由于于波波由由左

11、左向向右右行行进进,故故点点B的的相相位位比比A点点超超前前,其其简简谐谐振振动方程为动方程为1)以以A为原点的波动方程为为原点的波动方程为故以点B为原点的波动运动方程为第17页/共63页183)由于点由于点C的相位比的相位比A点超前，故点超前，故而点而点D的相位落后于的相位落后于A点点,故故4)BC和和CD间的距离分别为间的距离分别为 xBC=8m,xCD=22m。第18页/共63页19例例10.3 一横波沿一弦线传播一横波沿一弦线传播,设已知设已知t=0时的波形曲线时的波形曲线如图所示如图所示,弦上张力为弦上张力为3.6N,线密度为线密度为25gm-1。求求:1)振振幅幅;2)波波长长;3

12、)波波速速;4)波波的的周周期期;5)弦弦上上任任一一质质点点的的最最大大速速率率;6)图图中中a,b两两点点的的相相位位差差;7)3T/4 时时的波形曲线。的波形曲线。x/cmy/cm1020304050607080abO-0.2-0.4-0.50.20.40.5M1M2第19页/共63页203)由波速公式可得由波速公式可得4)波的周期为波的周期为2)=40cm 解解:由波形曲线可看出由波形曲线可看出1)A=0.5cm;5)质点的最大速率为质点的最大速率为第20页/共63页216)a,b两点相隔半个波长，两点相隔半个波长，b点处质点比点处质点比a点处质点的相位落点处质点的相位落后后；7)3T

13、/4时的波形如图中实线所示时的波形如图中实线所示,波峰波峰M1和和M2已分别右移已分别右移3/4而到达而到达M1 和和M2 处。处。t=0 时的波形时的波形x/cmy/cm1020304050607080abt=3T/4 时的波形时的波形0-0.2-0.4-0.50.20.40.5M1M1 M2M2 第21页/共63页22设波在体密度为的弹性介质中传播,在波线上坐标x处取一个体积元dV,在时刻t该体积元各量如下:一、波的能量一、波的能量振动速度振动速度:振动动能振动动能:3.波的能量波的能量 能流密度能流密度振动位移:在弹性介质中，介质质元不仅因有振动速度而具有动能，在弹性介质中，介质质元不仅

14、因有振动速度而具有动能，而且因发生形变而具有弹性势能，所以振动的传播必然伴随而且因发生形变而具有弹性势能，所以振动的传播必然伴随能量的传递。能量的传递。第22页/共63页23以金属棒中传播纵波为例。在波线上任取一体积为以金属棒中传播纵波为例。在波线上任取一体积为 ，质量为质量为 的体积元。利用金属棒的杨氏弹性模量的体积元。利用金属棒的杨氏弹性模量的定义和虎克定律的定义和虎克定律因因关于体积元的弹性势能：关于体积元的弹性势能：第23页/共63页24故总能量故总能量:表 明：v总能量随时间作周期性变化总能量随时间作周期性变化;v振动中动能与势能相位差为振动中动能与势能相位差为/2,波动中动能和势能

15、同相波动中动能和势能同相;v波动是能量传播的一种形式。波动是能量传播的一种形式。第24页/共63页25二、能量密度2.平均能量密度表明:波的平均能量密度与振幅的平方成正比,与频率的平方成正比。1.能量密度能量密度:单位体积介质中的波动能量。单位体积介质中的波动能量。表明:波的能量密度与总能量dE均随时间作周期性变化,且同相。第25页/共63页262.平均能流1.能流能流:单位时间内通过介质某一截面的能量。单位时间内通过介质某一截面的能量。uSux三、能流密度（波的强度）三、能流密度（波的强度）通过垂直于波的传播方向上单位面积的平均能流通过垂直于波的传播方向上单位面积的平均能流3.平均能流密度（

16、玻印廷矢量）矢量形式:单位:W.m-2 第26页/共63页27四、波的吸收四、波的吸收若波的吸收系数为常数时强度比振幅衰减快。v 对于球面波在均匀介质中传播的情况。通过两个球面的总的对于球面波在均匀介质中传播的情况。通过两个球面的总的 能流应相等，即能流应相等，即由此得由此得相应的球面简谐波表式为相应的球面简谐波表式为第27页/共63页28一、惠更斯原理介质中波动传播到的各点,都可视为发射子波的波源,在其后任一时刻,这些子波的包络就是新的波前。4.惠更斯原理惠更斯原理意义：只要已知某时刻的波面和波速，可确定下时刻的波面和波的传播速度。v 适用于各种波,机械波、电磁波等；v 适用于非均匀的、各向

17、异性的介质。第28页/共63页29应用：解释波的衍射(绕射),波的散射,波的反射,波的折 射等现象。局限性：局限性：v没有说明子波的强度分布；v没有说明子波只向前传播,而不向后传播的问题。二、波的衍射波在传播过程中遇到障碍时,能够绕过障碍物的边缘继续向前传播 波动的特征之一。衍射现象显著与否,与障碍物的大小与波长之比有关。a第29页/共63页30三、用惠更斯原理推导折射定律和反射定律三、用惠更斯原理推导折射定律和反射定律 波的折射和折射定律波的折射和折射定律 用作图法求出折射波的传播方向用作图法求出折射波的传播方向i1-入射角入射角,i2-折射角折射角CAi1i2n1t1t2BEn2注意：注意

18、：波在被反射或折射后，由于波的传播方向发生了改变，波波在被反射或折射后，由于波的传播方向发生了改变，波的传播方向与振动方向的夹角会随之改变，于是的传播方向与振动方向的夹角会随之改变，于是纵波可能变成横纵波可能变成横波或部分纵波、部分横波波或部分纵波、部分横波。反之亦然。反之亦然。练习：应用惠更斯原理，用作图法证明波的反射定律。练习：应用惠更斯原理，用作图法证明波的反射定律。第30页/共63页31v波传播的独立性：无论是否相遇,各列波仍保持原有的特性(频率,波长和振动方向等)不变,按照原来的方向继续前进,就象没有遇到其他的波一样；v矢量性：在其相遇区域内,任一点的振动为各个波单独存在时在该点引起

19、的振动的矢量和。一、波的叠加原理一、波的叠加原理5.波的干涉波的干涉几列波在同一介质中传播:波的叠加原理的基础是波的方程为线性微分方程。波的叠加原理的基础是波的方程为线性微分方程。若若 分别满足波动方程分别满足波动方程第31页/共63页32第32页/共63页33二、波的干涉？相干波:两个频率相同,振动方向相同,相位差恒定的波源发出的波。s2s1Pr1r2 波的叠加原理仅在弱波条件时成立，强冲击波则不成立。则则 显然也满足波动方程显然也满足波动方程 两个相干波源发出的波的叠加。两个相干波源发出的波的叠加。两两束束相相干干波波在在空空间间形形成成稳稳定定的的强强度度分分布布,合合振振幅幅或或强强度

20、度取取决于两束相干波的相位差决于两束相干波的相位差。？相干叠加：第33页/共63页34波源的振动：由叠加原理P点合振动：P点的振动：第34页/共63页35c)其他情况:合振幅在最大值与最小值之间。？非相干叠加振幅叠加情况复杂，但强度分布简单振幅叠加情况复杂，但强度分布简单a)干涉加强b)干涉减弱第35页/共63页36例例10.4 A,B两两点点为为同同一一介介质质两两相相干干波波源源,其其频频率率皆皆为为100Hz,当当点点A为为波波峰峰时时点点B为为波波谷谷。设设波波速速为为10m.s-1,试写出试写出A,B发出的两列波传到点发出的两列波传到点P时干涉的结果。时干涉的结果。15m20mPAB

21、 解解:由图可知由图可知,AP=15m,AB=20m,故故又已知又已知f=100Hz,u=10m.s-1 得得第36页/共63页37设设A的的相相位位较较B超超前前,则则 A-B=。根根据据相相位位差差和和波波程程差差的的关关系有系有 这这样样的的值值符符合合合合振振幅幅的的最最小小的的条条件件,如如若若介介质质不不吸吸收收波波的能量的能量,则两波振幅相同则两波振幅相同,因而合振幅因而合振幅 故在点P处,因两波干涉减弱而不发生振动。第37页/共63页38一、驻波的形成一、驻波的形成 实验实验弦线上的驻波弦线上的驻波6.驻驻 波波 弦线长度等于半波长的整数倍时才能形成驻波。？驻波：两列振幅相同的

22、相干波在同一条直线上沿相反方向传播时叠加而成,而产生特殊的干涉现象。波节：始终不动的点；波节：始终不动的点；波腹：振荡最强的点。波腹：振荡最强的点。第38页/共63页39二、驻波方程v 各点作频率相同、振幅不同的简谐振动各点作频率相同、振幅不同的简谐振动v 振幅为第39页/共63页40三、驻波的特征三、驻波的特征1.波节和波腹波节和波腹振幅为振幅为0，这种位置称为波节；两相邻波节间的距离，这种位置称为波节；两相邻波节间的距离/2。波节：波节：当当 即即波腹：波腹：当当 ，即即振幅为振幅为2A，这种位置称为波腹，两相邻波腹间的距离，这种位置称为波腹，两相邻波腹间的距离/2；两相邻波节与波腹间的距

23、离两相邻波节与波腹间的距离/4。第40页/共63页41相位为相位为 波节之间相位相同波节之间相位相同,波节两边相位反相。波节两边相位反相。相位为相位为2.相位相位3.没有能量的定向转移没有能量的定向转移 驻波中，节点为始终不动的点，原则上没有能量从节驻波中，节点为始终不动的点，原则上没有能量从节点处通过；点处通过；两波节间能量应当守恒两波节间能量应当守恒,动能与势能之间不断相互转换，动能与势能之间不断相互转换，在波节和波腹之间转移。在波节和波腹之间转移。第41页/共63页424、半波损失、半波损失相位突变相位突变，半波反射，半波反射，有半波损失。有半波损失。均匀介质中传播的波在遇到两种介质的分

24、界面处，究竟出均匀介质中传播的波在遇到两种介质的分界面处，究竟出现波节还是波腹，取决于现波节还是波腹，取决于波的种类、两种介质性质及入射角波的种类、两种介质性质及入射角的大小的大小。定义。定义介质的特性阻抗介质的特性阻抗 。分析表明：分析表明：在入射波波线近似于垂直界面时在入射波波线近似于垂直界面时无半波损失；无半波损失；相位突变相位突变0，全波反射，全波反射，由于半波损失，入射波和反射波在反射点是相消干涉，形由于半波损失，入射波和反射波在反射点是相消干涉，形成驻波的节点。成驻波的节点。半波反射半波反射波疏波疏介质介质波密波密介质介质全波反射全波反射波疏波疏介质介质波密波密介质介质第42页/共

25、63页43例例10.5 两两人人各各执执长长为为l的的绳绳的的一一端端,以以相相同同的的角角频频率率和和振振幅幅A在在绳绳上上激激起起振振动动,右右端端的的人人的的振振动动比比左左端端的的人人的的振振动动相相位位超超前前。试试以以绳绳的的中中点点为为坐坐标标原原点点描描写写合合成驻波。由于绳很长成驻波。由于绳很长,不考虑反射。绳上波速设为不考虑反射。绳上波速设为u。解解:设左端的振动为设左端的振动为则右端的振动为则右端的振动为设右行波的波动表达式为设右行波的波动表达式为左行波的波动表达式为左行波的波动表达式为第43页/共63页44根据题意根据题意,当当 时，时，,即即当当 时，时，,即即第44

26、页/共63页45于是于是当当=0时时,x=0处为波腹处为波腹;当当=时时,x=0处为波节。处为波节。第45页/共63页46对弹性波而言，所谓波源和观察者的运动或静止，都是相对于在其中传播的连续介质而言的。7.7.多普勒效应多普勒效应如果波源与观察者之间有相对运动,则观察者接受到波频率不同于波源频率，这种现象称为多普勒（C.J.Doppier，1803-1853）效应。？多普勒效应为简单起见，假定波源、观察者运动发生在二者连线上。设波源的频率为f,波长为,在介质中的传播速度为u。若波源和观察者相对于介质静止时，测得的频率f则为第46页/共63页47一、波源不动,观察者相对于介质以速度v0 相向运

27、动2.P 以速度v0离开S下面分三种情况讨论：1.P 以速度v0 接近S单位时间内通过P的波段长度:u+0表明:P 接收到的频率提高。P接收到的频率:v0PS第47页/共63页48二、观察者不动,波源相对于介质以速度vs相向运动表明:P接收到的频率也提高。P接收到的频率：2.若若S以速度以速度vs 离开离开P,则则1.若S以速度vs 接近PvsPS第48页/共63页49三、波源和观察者同时相对介质运动波的波长为单位时间内通过P的波段长度为 u+0vsPSv01.若S以速度vs 接近P,而P以速度v0 接近S P接受到的波频率：表明:P接收到的频率也提高。第49页/共63页502.若若S和和P的

28、运动不在二者连线上的运动不在二者连线上vsPSv0s0sSvsu3.若波源速度超过波速若波源速度超过波速vsu 上述计算结果将没有意义，上述计算结果将没有意义，这时波源将位于波前的前方这时波源将位于波前的前方,各各波前的切面形成一个圆锥面，波前的切面形成一个圆锥面，称为称为马赫锥马赫锥,其顶角满足其顶角满足有纵向多普勒效应;无横向多普勒效应。第50页/共63页51飞飞机机、炮炮弹弹等等以以超超音音速速飞飞行行时时，在在空空气气中中激激起冲击波；起冲击波；飞飞行行速速度度与与声声速速的的比比值值vS/u决决定定 角角,比比值值vS/u称马赫数。称马赫数。冲击波带多普勒效应在科学技术上有着广泛的应

29、用多普勒效应在科学技术上有着广泛的应用:1.谱线红移谱线红移测定星球相对于地球的运动速度；测定星球相对于地球的运动速度；2.利用基于反射波多普勒效应原理的利用基于反射波多普勒效应原理的雷达系统雷达系统，测定流体，测定流体 的流动、振动体的振动、车辆导弹等运动目标速度；的流动、振动体的振动、车辆导弹等运动目标速度；3.医学上的医学上的“D超超”，利用，利用超声波的多普勒效应超声波的多普勒效应检查人体检查人体内脏、血管的运动和血液的流速和流量。内脏、血管的运动和血液的流速和流量。第51页/共63页52例例题题10.6 利利用用多多普普勒勒效效应应监监测测汽汽车车行行驶驶的的速速度度。一一固固定定波

30、波源源发发出出频频率率为为100kHz的的超超声声波波。当当汽汽车车迎迎着着波波源源驶驶来来时时。与与波波源源安安装装在在一一起起的的接接受受器器接接收收到到从从汽汽车车反反射射回回来来的的超超声声波波的的频频率率为为110kHz。已已知知空空气气中中声声速为速为330m.s-1,求汽车行驶的速率。求汽车行驶的速率。解解:分两步分析分两步分析:第一步:波向着汽车传播并被汽车接收,此时波源是静止的。汽车作为观察者迎着波源运动。设汽车的行驶速度为,则接收到的频率为第52页/共63页53由此解得汽车行驶的速度为由此解得汽车行驶的速度为 第第二二步步:波波从从汽汽车车表表面面反反射射回回来来,此此时时

31、汽汽车车作作为为波波源源向向着着接接受受器器运运动动,汽汽车车发发出出的的波波的的频频率率即即是是它它接接收收到到的的频频率率f,而而接受器此时是观察者接受器此时是观察者,它接收到的频率为它接收到的频率为第53页/共63页54例例题题10.7 A,B为为两两个个汽汽笛笛,其其频频率率均均为为500Hz。A是是静静止止的的,B以以60m.s-1的的速速率率向向右右运运动动。在在两两个个汽汽笛笛之之间间有有一一观观察察者者O，以以30m.s-1的的速速率率也也向向右右运运动动。已已知知空空气气中中的的声速为声速为 330m.s-1。求求:1)观察者听到来自观察者听到来自A的频率的频率;2)观察者听

32、到来自观察者听到来自B的频率的频率;3)观察者听到的拍频。观察者听到的拍频。已知已知:v=330m.s-1,vsA=0,vsB=60m.s-1,v0=30m.s-1,f=500Hz v0vsBOBA解解:利用多普勒效应关系式，有利用多普勒效应关系式，有第54页/共63页551)由由于于观观察察者者远远离离波波源源A运运动动,v0应应取取负负号号,观观察察者者听听到到来来自自A的频率为的频率为 2)观观察察者者向向着着波波源源B运运动动,v0取取正正号号;而而波波源源远远离离观观察察者者运运动动,vsB也取正号也取正号.故观察者听到自故观察者听到自B的频率为的频率为 3)拍频拍频第55页/共63

33、页56例例题题10.8 一一警警报报器器发发射射频频率率1000Hz 的的声声波波,离离观观察察者者向一固定的目的物运动向一固定的目的物运动,其速度为其速度为10m/s.试问试问:1)观察者直接听到从警报器传来声音的频率为多少观察者直接听到从警报器传来声音的频率为多少?2)观察者听到从目的物反射回来的声音频率为多少观察者听到从目的物反射回来的声音频率为多少?3)听到的拍频是多少听到的拍频是多少?(空气的声速为空气的声速为330m/s)解解:已知已知1)观察者直接听到从警报器传来声音的频率观察者直接听到从警报器传来声音的频率第56页/共63页57 目的物反射的频率等于入射声音的频率目的物反射的频

34、率等于入射声音的频率f2.静止观察者听到静止观察者听到反射声音的频率反射声音的频率3)两波合成的拍频为两波合成的拍频为2)目的物接到的声音频率为目的物接到的声音频率为第57页/共63页58本章基本要求本章基本要求1.理解描述波动的物理量的物理意义及相互关系；理解描述波动的物理量的物理意义及相互关系；2.熟练掌握平面谐波的波函数及波动方程的物理意义，熟练掌握平面谐波的波函数及波动方程的物理意义，根据给定条件求解波函数；根据给定条件求解波函数；3.掌握平均能量密度与平均能流密度的概念和计算；掌握平均能量密度与平均能流密度的概念和计算；4.理解惠更斯原理及其意义，掌握惠更斯原理应用；理解惠更斯原理及

35、其意义，掌握惠更斯原理应用；5.理解波的迭加原理理解波的迭加原理,掌握波的干涉原理和干涉加强、减掌握波的干涉原理和干涉加强、减 弱的条件；弱的条件；6.掌握驻波的形成条件和特点，建立半波损失的概念，掌握驻波的形成条件和特点，建立半波损失的概念，掌握其形成的特点；掌握其形成的特点；7.掌握多普勒效应及其产生原因，求解具体问题。掌握多普勒效应及其产生原因，求解具体问题。第58页/共63页59第十章第十章 机械波小结机械波小结一、理论体系：一、理论体系：出发点出发点：二、内容：1 1、波函数：、波函数：2、波方程：波方程：返回首页3、波能量密度：波能量密度：波函数、波方程、波能量密度、波能流密度、波函数、波方程、波能量密度、波能流密度、惠更斯原理、叠加原理惠更斯原理、叠加原理第59页/共63页604、波能流密度波能流密度 ：三、四个特征：三、四个特征：1 1、波的衍射：能够绕过障碍物的边缘继续向前传播。波的衍射：能够绕过障碍物的边缘继续向前传播。2、波的干涉：波的干涉：5、惠更斯原理：介质中波动传播到的各点,都可视为发射子波的波源,在其后任一时刻,这些子波的包络就是新的波前。6、叠加原理第60页/共63页614、多普勒效应3、驻波：第61页/共63页62总结图（波方程）波的衍射（波能量密度）（波函数）（波能流密度）波的干涉驻波多普勒效应第62页/共63页感谢您的观看！第63页/共63页