（新编）普物11波动.doc

第十一章 机械波和电磁波波：振动状态的传播机械波：振动状态在介质中的传播电磁波：变化的电场和变化的磁场在空间的传播特性：有一定的传播速度，有能量的传播，有反射、折射、干涉、衍射现象机械波产生的条件: 波源；介质介质中各质点不随波前进，只在各自平衡位置附近振动；区分波速和质点振动速度简谐波：波源作简谐振动(正弦或余弦振动 )时介质中各质点也作简谐振动波阵面，波面：振动相位相同的点连成的面波射线，波线：波的传播方向各向同性介质中波线垂直于波阵面波长 ：同一波线上，位相相差 2π 的两点间距波的周期 T：波传播一个波长的时间；波传播一个波长的时间等于某点完成一个完整振动的时间波速，相速 u－振动状态传播的速度；入= u T波动方程：用数学函数描述各质点的位移随时间的变化平面简谐波各质点作同一频率的振动；任一时刻同一波阵面各点位相相同，位移相同 －只需讨论任一波射线上的传播规律由于振动状态传播到 P 点需要时间 x/u，故 P 点在 t 时刻的振动状态是原点 O 点在 (t-x/u)的状态质点的振动－动能；介质的形变－势能；状态的传播－能量的传播波的能量：对介质中的体积元 Vm波的能量密度：一个周期内的平均：对所有弹性波适用。

波的吸收： 吸收系数 α 取决于介质的种类，并与波的频率有关流体的吸收系数正比于v^2，固体的正比于 v波的强度：能流：单位时间通过介质某面积的能量平均能流： uSwP平均能流密度，波的强度：单位： W/m2221zAuI压力振幅： upm声压：有声波时的压强与无声波时的静压强差 声压波比位移波在位相上落后 π /2－位移)cos()(00tAtyuxtAWw2sin21V最大处，声压最小，位移为零处，声压最大频率越高越容易获得较大的声压和声强高频声波易于聚焦， 可以在焦点获得极大的声强在极大的高频声强时，压力振幅可达千百个大气压，获得的加速度振幅可达重力加速度的数百万倍相距半波长的两点处，振动的相位相反，即一点的加速度达到极大值时，另一点就达到负的加速度极大值 对高频超声波，如半波长约为 lmm，在这样小的距离内，就要出现这样大的方向相反的加速度，以及成千个大气压的压力变化，作用是异常巨大的频率极低的次声波，由于波长很长，只有碰到非常大的障碍物或介质分界面时，才会发生明显的反射和折射而且由于吸收系数与频率或频率的平方成正比，故次声波在介质中很少被吸收，可以传送很远。

根据麦克斯韦电磁场理论，若在空间某区域有变化电场（或变化磁场） ，在邻近区域将产生变化磁场（或变化电场） ，这变化磁场（或变化电场）又在较远区域产生新的变化电场（或变化磁场） ，并在更远的区域产生新的变化磁场（或变化电场） ，这种 变化的电场和变化的磁场不断地交替产生，由近及远以有限的速度在空间传播，形成电磁波 ．电磁波的发现为近代无线电通讯开辟了道路介质中介电常数和磁导率不同，传播速度不同－介质中的色散现象电磁波的动量 cSpcSwcucmE222的 辐 射 压 力 为完 全 反 射 ， 单 位 面 积 上单 位 面 积 上 的 辐 射 压 力 动 量 ，单 位 时 间 通 过 该 面 积 的作 用 在 表 面 上 的 力 等 于动 量 流 密 度真 空 中 ， 能 量 流 密 度单 位 体 积 的 动 量单 位 体 积 的 质 量 频率不同的电磁波在真空中具有不同的波长，频率愈高，对应的波长就越短 →电磁波谱惠更斯原理：在波的传播过正中，波阵面上的每一点都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻这些子波的包迹就成为新的波阵面波的衍射（绕射）：当波在传播过程中遇到障碍物时，其传播方向绕过障碍物发生偏折。

发射定律：入射角等于反射角折射定律： 21sinur波传播的独立性：几 列波在空间某点处相遇，他们将保持自己原有的特性独立传播；波的叠加原理：在几列波相遇的区域内，任一点处质点的振动为各列波单独在该点引起的振动的合振动 波的叠加原理仅在波的强度不太大时（波动方程为线性时）才成立当波的强度很大时（非线性） ，叠加原理不成立如强激光、强烈的爆炸声波的干涉是波动形式所独具有的特性之一， 只有波动的合成才能产生干涉现象最简单的情形： 两列频率相同；振动方向相同；相位相同或位相差恒定的简谐波的叠加满足这些条件的两列波在空间任一点相遇，该点的两个分振动也有恒定的相位差两列相干波源为同相位时，在两列波的叠加的区域内，在波程差等于零或等于波长的整倍数的各点，振幅最大；在波程差等于半波长的奇数倍的各点，振幅最小驻波 Error! Reference source not found.同一分段，振动位相相等；相邻分段，振动位相相反；位移最大时波腹动能为零，节点形变最大，势能最大；平衡位置时波腹动能最大，节点形变为零，势能为零振动能量在波腹和波节间传播只有波长满足一定条件的一系列波才能在弦上形成驻波机械波的多普勒效应：因波源或观察者相对于介质的运动使观测者接收到的频率有所变化。

电磁波的多普勒效应：接收到的频率比发射频率高，称为紫移；接收到频率比发射频率低，称为红移。