第10章 机械波,10.1 机械波的基本概念 10.2 平面简谐波的波函数 10.3 波的能量、能流 10.4 波的衍射和干涉 10.5 多普勒效应,一、波动的基本概念,1. 机械波的产生,条件,波源：作机械振动的物体,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,10.1 机械波的基本概念,2 .横波和纵波,介质质点的振动方向与波传播方向相互垂直的波；如柔绳上传播的波。,介质质点的振动方向和波传播方向相互平行的波；如空气中传播的声波。,纵波：,横波：,1 2 3 4 5 6 7 8 9101112131415161718,横 波,1.波动的几何描述,二、波动的描述,沿波的传播方向画一些带箭头的线段,波线,波面,在波传播过程中，介质中的质点都在各自平衡位置附近振动，振动相位相同的点连成的面。,球面波,波面,波线,波面是球面的波叫做球面波,波前,在某一时刻，波传播到的最前面的波面。,(波线),（波面）,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。,同一波线上两个相邻的振动状态相同的两点之间的距离刚好是一个完整波形长度波长反映了波的空间周期性。,单位时间内，波前进距离中完整波的数目。频率 与周期的关系为,振动状态在媒质中的传播速度。,在振动过程中，某一振动状态在单位时间内所传播的距离。波速与波长、周期和频率的关系为,2.波的特征物理量描述,柔软细线中的横波：,气体和液体中的纵波：,固体内横波和纵波的传播速度为：,固体切变模量,弹性模量,密度,介质容变弹性模量,绳或弦中张力,