大学物理机械波知识点总结
高考物理机械波知识点整理归纳
【篇一：大学物理机械波知识点总结】
机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波和电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波;机械波和电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波。 机械振动产生机械波，机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生。 形成条件 波源
波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件，也是电磁波形成的必要条件。
波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后，介质中
的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。 介质
广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中，介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时，机械波不会产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中，波速是不同的。
下表给出了0℃时，声波在不同介质的传播速度，数据取自《普通高中课程标准实验教科书-物理(选修3-4)》(2005年)[1]。单位v/m s^-1
传播方式和特点 质点的运动
机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进，也就是说，机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。例如：人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动.
为了说明机械波在传播时质点运动的特点，现已绳波(右下图)为例进行介绍，其他形式的机械波同理[1]。
绳波是一种简单的横波，在日常生活中，我们拿起一根绳子的一端进行一次抖动，就可以看见一个波形在绳子上传播，如果连续不断地进行周期性上下抖动，就形成了绳波[1]。
把绳分成许多小部分，每一小部分都看成一个质点，相邻两个质点间，有弹力的相互作用。第一个质点在外力作用下振动后，就会带动第二个质点振动，只是质点二的振动比前者落后。这样，前一个质点的振动带动后一个质点的振动，依次带动下去，振动也就发生区域向远处的传播，从而形成了绳波。如果在绳子上任取一点系上红布条，我们还可以发现，红布条只是在上下振动，并没有随波前进[1]。
由此，我们可以发现，介质中的每个质点，在波传播时，都只做简谐振动(可以是上下，也可以是左右)，机械波可以看成是一种运动形式的传播，质点本身不会沿着波的传播方向移动。
对质点运动方向的判定有很多方法，比如对比前一个质点的运动;还可以用 上坡下，下坡上 进行判定，即沿着波的传播方向，向上远离平衡位置的质点向下运动，向下远离平衡位置的质点向上运动。 机械波传播的本质
在机械波传播的过程中，介质里本来相对静止的质点，随着机械波的传播而发生振动，这表明这些质点获得了能量，这个能量是从波源通过前面的质点依次传来的。所以，机械波传播的实质是能量的传播，这种能量可以很小，也可以很大，海洋的潮汐能甚至可以用来发电，这是维持机械波(水波)传播的能量转化成了电能。 机械波
机械振动在介质中的传播称为机械波。机械波和电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波，例如光波，可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波;机械波和电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波。 高考物理机械波知识点整理归纳相关文章：
【篇二：大学物理机械波知识点总结】
2015-2-213 13.1 机械波的形成和图像 几个概念 13.2 平面简谐波的波函数 13.3 波的能量 13.4 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射 13.5 波的干涉 13.6声波 超声波 次声波 *13.7 多普勒效应 内容提要 2015-2-2 振动: 于平衡位臵，无随波逐流. 波动: 机械波：机械振动在弹性介质中的传播过程. 电磁波：交变电磁场在空间的传播过程. 物质波：微观粒子的运动, 其本身具有的波粒二象性. 波动的种类: 振动的传播过程. 2015-2-2 波动的共同特征： 具有一定的传播速度， 且都伴有能量的传播。能产 生反射、折射、干涉和衍射 等现象. 水
波 水波 声波 声波 2015-2-213.1.1 波的基本概念 条件 波源：作机械振动的物体. 1.机械波:机械振动以一定速度在弹性介质中由近及远 地传播出去，就形成机械波. 弹性介质：承担传播振动的物质. 机械振动只能在弹性介质中传播. 说明 横波和纵波横波： 纵波： 质元的振动方向和波的传播方向垂直. 质元的振动方向和波的传播方向平行. 2015-2-2 振动曲线 各个质点的相位依次落后,波动是相位的传播； 波动曲线和振动曲线不同.2015-2-2 波的几何描述在波传播过程中，任一时刻媒质中振动相位 相同的点构成的曲面. 沿波的传播方向作的有方向的线. 波面: 波前:波传播过程中, 某一时刻最前面的波面. 在各向同性均匀媒质中，波线波面. 注意 2015-2-2 13.1.2 波速 波长 周期（频率） 同一波线上相邻两个相位差为 的质点之间的距离；即波源作一次完全振动，波前进的距离. 波前进一个波长距离所需的时间. 周期表征了波的时间周期性. 单位时间内，波前进距离中完整波的数目. 频率和周期的关系为: 振动状态在媒质中的传播速度.波速和波长、周期和频率的关系为: 波速（u波长反映了波的空间周期性. 2015-2-2 波的周期和频率和媒质的性质无关;一般情况下, 和波源振动的周期和频率相同. 波速实质上是相位传播的速度,故称为相速度; 大小主要决定于媒质的性质,和波的频率无关. 说明 固体棒的密度例如： 2015-2-2 气体摩尔常数2015-2-2 波面为平面的简谐波. 平面简谐波: 简谐波: 介质传播的是谐振动，且波所到之处，介质 中各质点作同频率的谐运动. 13.2.1 平面简谐波的描述波函数 一、波函数:设波源的振动表达式为(x＝0)： cos简谐振动 平面简谐波的波函数 2015-2-2 从时间看, cosp点的振动表达式： cos——平面简谐波的波函数
cos2015-2-2 波函数的其它形式 cos如果波沿x 轴的负方向传播，则p点的相位要比 o点的相位超前. cos则波函数为: 2015-2-2 讨论波函数的物理意义 表示各质元的位移分布函数.对应函数曲线——波形图. cos2015-2-2 从某一时刻的波形图，经一段时间后的波形图： 将波形沿波速方向平移. 2015-2-2如图， 在下列情况下试求波函数(设波速为u)： 已知a点的振动方程为： 为原点：波函数为: 2015-2-2一平面简谐波沿x轴正方向传播，已知其波函数为: cos04
cos04 2010 标准形式:波函数为: 比较可得: 5004 max28 5004 已知
t=0时的波形曲线为，波沿x方向传播，经t=1/2s后波形变为曲线。已知波的周期t>1s，试根 据图中绘出的条件求出波动表达式，并求a点的振动 表达式。(已知a=0.01m) 解：由图可知: y(cm)x(cm) cos(01 cos[01 波动表达式：a点振动表达式： cos[01 cos01
2015-2-2*13.2.2 波动方程 不仅适用于机械波，也广泛地适用于电磁波、热传导、化学中的扩散等过程； 若物理量是在三维空间中以波的形式传播，波动方程为右式. 说明2015-2-2 13.3.1 波动能量的传播 波动 过程 质元由静止开始振动 质元也发生形变 波动过程是能 量的传播过程 以平面简谐纵波在直棒中的传播为例： 介质元dv的总能量： 平衡位置处:max 波的能量密度单位体积介质中的波动能量. -3结论 机械波的能量和振幅的平方、频率的平方以及 介质的密度成正比. 一个周期内的平均值. 2015-2-2 13.3.2 能流和能流密度 单位时间内垂直通过介质 中某一面积的波的能量． 能流(p)：平均能流： us 能流密度(波的强度)：单位时间内流过垂直于波传播方向的单位面积 的波的平均能量． 一个周期内的平均值.单位: -22015-2-2 13.3.3 波能量的吸收 吸收媒质,实验表明： 2015-2-213.4 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射 13.4.1 惠更斯原理 介质中波动传播到的各点，都可以看成是发射 子波的波源，而在其后的任一时刻，这些子波的包 络面就是新的波前． 子波波源 波前 子波 2015-2-2 媒质中波动各点皆可当作球面子波的媒质中波动各点皆可当作球面子波的新波源；； 媒质中波动各点皆可当作球面子波的媒质中波动各点皆可当作球面子波的新波源；； 任意时刻各子波源所发出子波的任意时刻各子波源所发出子波的包迹即为 即为新波阵面 新波阵面。。 任意时刻各子波源所发出子波的任意时刻各子波源所发出子波的包迹即为 即为新波阵面 新波阵面。。
2015-2-2 13.4.2 波的衍射 波的衍射现象：波在传播的过程中遇到障碍物或小孔后，能够绕过障碍物的边缘继续传播的现象. 2015-2-2 6.4.3 波的反射和折射 sinsin 由图可得到，折射率:2015-2-2 13.5.1 波的叠加原理 波传播的独立性原理几列波在空间某点相遇后，每一列波都能独立 地保持自己原有的特性(频率，波长，振幅，振动方 向)
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