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机械波的产生和传播

时间:2022-11-10 百科知识 版权反馈
【摘要】:机械波的传播依赖于媒质质元间的弹性作用力。当振源开始振动时,邻近的媒质质元受弹性力作用偏离平衡位置随之振动,而邻近媒质质元的振动又将带动较远些的媒质质元随之振动,于是,由近及远,依次带动各个媒质质元参与进来,形成机械波。应当注意,波传播的是振动状态(相位)以及能量,各个媒质质元只在自己的平衡位置附近振动,并不随波的传播而行进。如果媒质质元的振动方向与波的传播方向彼此平行,则称为纵波。

2.2.1 机械波的产生和传播

1.机械波的产生条件

机械振动在弹性媒质中的传播过程称为机械波,或弹性波。

机械波产生的条件有两个:一是波源(或称振源),二是弹性媒质。

机械波的传播依赖于媒质质元间的弹性作用力。当振源开始振动时,邻近的媒质质元受弹性力作用偏离平衡位置随之振动,而邻近媒质质元的振动又将带动较远些的媒质质元随之振动,于是,由近及远,依次带动各个媒质质元参与进来,形成机械波。应当注意,波传播的是振动状态(相位)以及能量(详见下面的讨论),各个媒质质元只在自己的平衡位置附近振动,并不随波的传播而行进。

2.波的几何描述

波阵面——在波的传播过程中,振动相位相同的点连成的面称为波阵面或波面。波面有无穷多个。

波前——在某时刻,由波源最初振动状态传播到的最远点连成的面称为波前,即最前面的那个波面。在任意时刻,只有一个波前。

波线——沿波的传播方向画出的一组射线称为波射线或波线。

波在各向同性媒质中传播时,波线与波面垂直。

3.波的分类

按照媒质质元的振动方向与波的传播方向间的关系,可以将波分为两类:横波与纵波。如果媒质质元的振动方向与波的传播方向彼此垂直,则称为横波。例如抖动柔性绳形成的就是横波。如果媒质质元的振动方向与波的传播方向彼此平行,则称为纵波。例如在空气中传播的声波就是纵波。

按照波前的形状又可将波分为平面波、球面波及柱面波。

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