一級(jí)基礎(chǔ)科目(一)輔導(dǎo)---機(jī)械波
第三節(jié)機(jī)械波
一、機(jī)械波的產(chǎn)生
1、機(jī)械波:機(jī)械振動(dòng)在彈性媒(介)質(zhì)中的傳播。
2、產(chǎn)生條件: (1)波 源――產(chǎn)生振動(dòng)。(2)彈性媒質(zhì)――傳播振動(dòng)。由以彈性力互相聯(lián)系著的質(zhì)點(diǎn)組成。
3、波動(dòng)的特征:(1)波動(dòng)中每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)均在其平衡位置附近振動(dòng),不“隨波逐流”,傳播的是振動(dòng)狀態(tài)。(2)波動(dòng)中,傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)依次滯后,即后動(dòng)的點(diǎn)在相上總滯后于先動(dòng)的點(diǎn)。各點(diǎn)的振動(dòng)頻率均與波源的相同。(3)波源作一次全振動(dòng),將傳出一個(gè)完整的波形。
二、縱波和橫波
1.縱波――質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行,如聲波。
2.橫波――質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直,如電磁波。
三、波的幾何描述
1、波線(波射線)――表示波的傳播方向的射線。
2、波面(同相面)――某時(shí)刻振動(dòng)相位相同的點(diǎn)組成的面。
3.波前(波陣面)――某時(shí)刻處在最前面的波面。
4.球面波――波面為球面的波(點(diǎn)波源形成)。
5.平面波――波面為平面的波(點(diǎn)波源在很遠(yuǎn)時(shí))。
四.波的特征量
1.波速 u :振動(dòng)狀態(tài)傳播的速度,又叫相速。它由媒質(zhì)的性質(zhì)決定,與波源情況無(wú)關(guān)。
2.周期T:一個(gè)完整的波通過(guò)波線上的某點(diǎn)所需的時(shí)間。它由波源決定(波源、觀測(cè)者均不動(dòng)時(shí))
3.波長(zhǎng)l :波線上相鄰的振動(dòng)狀態(tài)相同的兩質(zhì)元間的距離。它由波源和媒質(zhì)共同決定。
五、平面簡(jiǎn)諧行波
1、沿x軸正向傳播的平面簡(jiǎn)諧行波
設(shè)O為波線上振動(dòng)規(guī)律已知的任一點(diǎn)(不一定是波源!),取其為坐標(biāo)原點(diǎn)。無(wú)吸收均勻彈性介質(zhì)
?08年考試規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn): 2008年一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師考試成績(jī)查詢匯總
六、惠更斯原理
介質(zhì)中波傳到的各點(diǎn), 都可看作是發(fā)射子波的波源 (點(diǎn)波源)。在以后的任一時(shí)刻, 這些子波面的包絡(luò)面(包跡)就是該時(shí)刻的波前 。
七、波的疊加原理
1、波的傳播的獨(dú)立性
當(dāng)幾列波在介質(zhì)中某區(qū)域相遇時(shí),各列波將保持各自原有的一切特性(ν、λ 、振動(dòng)方向等) ,并按各自原來(lái)的傳播方向繼續(xù)前進(jìn)。
2、波的疊加原理
當(dāng)幾列波在介質(zhì)中某點(diǎn)處相遇時(shí),該處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是各列波單獨(dú)存在時(shí)的振動(dòng)的合成。
通常在波的強(qiáng)度不很大的情況下,波的疊加原理一般都適用。
八、波的干涉
兩列振動(dòng)方向相同,頻率相同,位相差恒定的波,在同一介質(zhì)中傳播,在相遇時(shí)會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)中有些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng),有些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱為波的干涉。能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的波稱為相干波,它們的波源稱為相干波源。設(shè)S1,S2處是兩相干波源,它們的振動(dòng)表達(dá)式分別為:
3、駐波的特點(diǎn)
頻率特點(diǎn):各質(zhì)點(diǎn)以同一頻率作諧振動(dòng)。
振幅特點(diǎn):
(1)某些質(zhì)點(diǎn)振幅為0,始終靜止不動(dòng)――波節(jié);
(2)某些質(zhì)點(diǎn)振幅具有最大值――波腹;
(3)其它質(zhì)點(diǎn)振幅介于0和最大值之間。
兩相鄰波腹(節(jié))間距為 λ/2; 相鄰的波腹與波節(jié)間距為λ/4.
相位特點(diǎn):相位中沒(méi)有x 坐標(biāo),故沒(méi)有了相位的傳播。設(shè)兩相鄰波節(jié)間為一段,則同一段振動(dòng)同相;相鄰段振動(dòng)反相
能量特點(diǎn):形成駐波的兩列行波的能流密度大小相等,傳播方向相反,疊加后,能量總的說(shuō)來(lái)并不傳播。
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