機械波
波,通常指有規(guī)律傳播著的振動。機械振動的傳播形成機械波,電磁振動的傳播形成電磁波。
機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波。
機械波在傳播過程中,每一個質(zhì)點都只做上下(左右)的簡諧振動,即,質(zhì)點本身并不隨著機械波的傳播而前進。
1機械波產(chǎn)生的條件
(1)波源
(2)介質(zhì)
2機械波的分類
橫波
質(zhì)點振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波。橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷)。
——————————————→X軸
縱波
質(zhì)點振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波。縱波有密部和疏部。
——————————————→X軸
注意:氣體、液體、固體都能傳播縱波,但氣體、液體不能傳播橫波。
3機械波的特點
①機械波傳播的是振動形式和能量。質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動,并不隨波遷移。
②介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同。
③離波源近的質(zhì)點帶動離波源遠的質(zhì)點依次振動。
4波動圖像
表示波的傳播方向上,介質(zhì)中的各個質(zhì)點在同一時刻相對平衡位置的位移。當波源作簡諧運動時,它在介質(zhì)中形成簡諧波,其波動圖像為正弦或余弦曲線。
由波的圖像可獲取的信息
①從圖像可以直接讀出振幅(注意單位)
②從圖像可以直接讀出波長(注意單位)
③可求任一點在該時刻相對平衡位置的位移(包括大小和方向)
④在波速方向已知(或已知波源方位)時可確定各質(zhì)點在該時刻的振動方向.
⑤可以確定各質(zhì)點振動的加速度方向(加速度總是指向平衡位置)
波動圖像與振動圖像的比較
習題演練
1. (2018全國3,34(1),5分)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0和t=0.20 s時的波形分別如圖中實線和虛線所示.己知該波的周期T>0.20 s.下列說法正確的是( )
A.
波速為0.40 m/s
B.波長為0.08 m
C.x=0.08 m
的質(zhì)點在t=0.70 s時位于波谷
D.x=0.08 m的質(zhì)點在t=0.12 s時位于波谷
E.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80 m/s,則它在該介質(zhì)中的波長為0.32 m
習題解析
1. ACE
根據(jù)波形圖可知,波長λ=16 cm=0.16 m,選項B錯誤;根據(jù)t=0時刻和t=0.20 s時刻的波形圖和該波的周期T>0.20 s可知,該波的周期T=0.40 s,波速v=λ/T=0.40 m/s,選項A正確;簡諧波沿x軸正方向傳播,x=0.08 m的質(zhì)點在t=0時刻沿y軸正方向振動,在t=0.70 s時位于波谷,在t=0.12 s時位于y>0的某位置(不是位于波谷),選項C正確,D錯誤;若此波傳入另一介質(zhì)中,周期T不變,其波速變?yōu)関′=0.80 m/s,由λ′=v′T可得它在該介質(zhì)中的波長為λ′=0.80×0.4 m=0.32 m,選項E正確。