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物体在一定位置附近做来回往复的运动,称为振动。振动是自然界中广泛存在的一种现象,如钟摆的运动、气缸活塞的运动等。这些振动中物体的位置是随时间的变化的,因此又称为机械振动。振动现象并不仅限于力学中的机械振动,在物理学的其他领域中也存在与机械振动类似的振动现象。一般的,任何一个物理量在某一定值附近做反复的变化,都可以称为振动。例如,交流电中电流和电压的反复变化,就是这种现象。振动的传播过程称为波动。在弹性介质中产生的波动,是靠弹性介质质点的机械振动产生和传播的,又称为机械波,水面波和声波都是机械波。光波、无线电波、X射线等可以在真空中传播,并不依赖于弹性介质,这类波称为电磁波。机械波和电磁波在本质上不同,但是都具有波动的共同特性,服从相似的规律。本章先讨论简谐振动的基本规律,然后介绍波动的现象和规律。 |
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重点掌握简谐振动方程、波动方程及其物理意义;
确切理解简谐振动的合成、波的干涉现象及其规律;
了解驻波的形式及其规律。
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知识点八 波速、波长、波频 |
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一 波速
物理定义:单位时间内某一振动状态沿波线向前传播的距离。
数学定义:u=x/t
单位:米/秒(m/s)
二 波长
物理定义:在一个周期时间内某一振动状态沿波线向前传播的距离。
数学定义:λ
单位:米(m)
三 波频
物理定义:与参与波动的每个质点的振动频率相同。
数学定义:υ
单位:赫兹(Hz)
四 三个量之间的关系
波速=波频×波长 u=υλ
例题 1:在波的传播路程上有A、B两点,介质的质点都做简谐振动,B点的相位比A落后30°,已知 A、B之间的距离为2.0cm,振动周期为2.0s,求波速、波频和波长。
解:根据题意可分别写出 A、B两点的振动方程:
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由于 B点的相位比A落后30°,即:
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