1、精选ppt1第八章：振动第八章：振动（与波动与波动(wave)本本章章重点重点:1、掌握、掌握简谐振动的概念、运动学和动力学方程简谐振动的概念、运动学和动力学方程。2 2、掌握掌握简谐振动的合成简谐振动的合成.3 3、掌握掌握波的基本概念波的基本概念，简谐波的波动方程。简谐波的波动方程。精选ppt2我国返回式卫星使用的搭载桶正在进行振动试验。我国返回式卫星使用的搭载桶正在进行振动试验。精选ppt3精选ppt4精选ppt5简谐运动简谐运动复杂振动复杂振动合成合成分解分解8-1 8-1 简谐振动简谐振动简谐运动简谐运动 最简单、最基本的振动最简单、最基本的振动.任一物理量在某一定值附近往复变化均称
2、为任一物理量在某一定值附近往复变化均称为振动振动.精选ppt6一、一、简谐振动的动力学特征：简谐振动的动力学特征：（重点）（重点）1、弹簧振子（理想模型）：弹簧振子（理想模型）：质量可忽略的弹簧。质量可忽略的弹簧。kxF 22dtxdmF 022 xmkdtxd令令mk 0222xdtxd精选ppt72、单摆、单摆：sin5)3(0（1）细线质量不计细线质量不计（2）阻力不计）阻力不计 lmmgT22dtdmlmgmgF lgdtd 22lg 2 0222dtd精选ppt83 3、普遍定义：任何物理量的变化规律只要满足且、普遍定义：任何物理量的变化规律只要满足且 w w取决于系统本身的性质。取
3、决于系统本身的性质。0222 xdtxd二、二、简谐振动的运动学方程：简谐振动的运动学方程：（重点）（重点）1 1、运动学方程：、运动学方程：0222 xdtxdtAxcos精选ppt9tAdtdxvsintAdtxdacos222 tcosAtx简谐振动的各简谐振动的各阶导数也都作阶导数也都作简谐振动简谐振动2 2 tcosA2 2、简谐运动的速度和加速度：、简谐运动的速度和加速度：精选ppt103 3、振振 动动 曲曲 线：线：11xt()20t00.511.5211t A-A11xt()20tAt11xt()20ttA2tAvsin tcosAa2 2tAxcos精选ppt114、描述、
4、描述简谐振动简谐振动的特征量：的特征量：（重点）（重点）（1 1）振幅）振幅 A A：作谐振动物体离开平衡位置的最大距离。作谐振动物体离开平衡位置的最大距离。tcosAtx（2 2）周期、频率：周期、频率反应振动的快慢。）周期、频率：周期、频率反应振动的快慢。周期：物体作一次完全振动所需的时间。周期：物体作一次完全振动所需的时间。频率：单位时间谐振动完成振动的次数。频率：单位时间谐振动完成振动的次数。tAxcos)(cosTtA精选ppt1222TT1弹簧振子：弹簧振子：0222 xdtxdmk kmT 22 mk 212 单摆：单摆：0222dtdlg 2 glT22lg212精选ppt13
5、（3 3）相位、初相：相位表征任意时刻）相位、初相：相位表征任意时刻t t振子的运动状态振子的运动状态.初相位初相位t相位相位由运动学方程由运动学方程)cos(tAx可得可得)sin(tAdtdxv)cos(2 tAdtdva当当t=0时时 sin0Av cos0Ax 22020 vxA )(00 xvarctg 精选ppt14k2xto 同步同步 (4)(4)对于两个对于两个同同频率频率的简谐运动，相位差表示它们间的简谐运动，相位差表示它们间步步调调上的上的差异差异.（解决振动合成问题）（解决振动合成问题）)cos(111tAx)cos(222tAx)()(12tt12txo)12(k 反相
6、反相xto 0及及0 超前超前落后落后精选ppt15例例1：证明匀速圆周运动在：证明匀速圆周运动在x轴上的分量是一简谐振动轴上的分量是一简谐振动xx Av证明：证明：)cos(tAx讨论：讨论：代表物体运动的角速度，代表物体运动的角速度，代表物体振动的快慢代表物体振动的快慢精选ppt16例：已知例：已知A=0.12m，T=2s。当当t=0时，时，x0=0.06m，此时，此时，质点沿质点沿x轴正向运动。轴正向运动。求：求：1）谐振动方程）谐振动方程 2）当）当t=2s时，质点的位置、速度、加速度时，质点的位置、速度、加速度解：解：1）)(21 sT cos0Ax 即即3 考虑到考虑到t=0时时3
7、0sin0 Av)3cos(12.0 tx 2）当）当t=0.5s时时x=0.104m，v=-0.189m/s，a=-1.03m/s2精选ppt17火车的危险速率与轨长火车的危险速率与轨长 例例 车轮行驶到两铁轨接缝处时，受到一次撞击，使车轮行驶到两铁轨接缝处时，受到一次撞击，使车厢受迫振动车厢受迫振动 当车速达某一速率时（使撞击频率与车当车速达某一速率时（使撞击频率与车厢固有频率相同）发生激烈颠簸，这一速率即为危险速厢固有频率相同）发生激烈颠簸，这一速率即为危险速率率 设车厢总负荷为设车厢总负荷为 m=5.5104 kg，车厢弹簧每受力车厢弹簧每受力F=9.8 103 N 被压缩被压缩 x=
8、0.8 mm，铁轨长铁轨长 L=12.6 m，求求 危险速率危险速率精选ppt18 已知已知：m=5.5104 kg；受力受力F=9.8 103 N，压缩压缩 x=0.8 mm；铁轨长铁轨长 L=12.6 m，mk解：解：s 42.0s108.9108.01055222333FxmkmTxFkxkF 长轨有利于高速行车，无缝轨能避免受迫振动长轨有利于高速行车，无缝轨能避免受迫振动11hkm 108)sm(0.3042.06.12TLv精选ppt19mX0 xk动能动能221mvEk 势能势能221kxEp)(cos2122 tkA tsinAm2 22 22 22 21 1mk km2 221
9、kAEEEpk 2221Am 四、简谐振动的能量：四、简谐振动的能量：（重点）（重点）)cos(tAx)sin(tAdtdxv结论：弹簧振子的总能量是守恒的。结论：弹簧振子的总能量是守恒的。简谐振动的总能量：简谐振动的总能量：精选ppt20简谐运动势能曲线简谐运动势能曲线简谐运动能量守恒，振幅不变简谐运动能量守恒，振幅不变kEpEx221kAE EBCAApExO精选ppt21五五.旋转矢量法旋转矢量法（重点）（重点）特点特点:直观方便直观方便.)cos()(tAtxxo t+xtt=0 AAva精选ppt22用旋转矢量图画简谐运动的用旋转矢量图画简谐运动的 图图tx （旋转矢量旋转一周所需的
10、时间）（旋转矢量旋转一周所需的时间）2T精选ppt23思考题思考题 P358:第第8-38-3题题:下列表述是否正确，为什么下列表述是否正确，为什么?(1)(1)若物体受到一个总是指向平衡位置的合力，则物体必然作振若物体受到一个总是指向平衡位置的合力，则物体必然作振 动，但不一定是简谐振动；动，但不一定是简谐振动；(2)(2)简谐振动过程是能量守恒的过程，因此，凡是能量守恒的过程简谐振动过程是能量守恒的过程，因此，凡是能量守恒的过程 就是简谐振动。就是简谐振动。第第8-58-5题题:在振动中，为什么要用相位来表示振动物体的运动状态在振动中，为什么要用相位来表示振动物体的运动状态?第第8-78-
11、7题题:一个弹簧振子振动的振幅增大到两倍时，振动的周期、一个弹簧振子振动的振幅增大到两倍时，振动的周期、频率、最大速度、最大加速度和振动能量都将如何变化？频率、最大速度、最大加速度和振动能量都将如何变化？精选ppt24)cos(tAx000vxt2xAA0vmx00AAx2TTt例例 用旋转矢量法求初相位用旋转矢量法求初相位精选ppt25例题例题(P358:8-1题题)，（，（1）物体在正方向端点物体在）物体在正方向端点物体在正方向端点；物体在正方向端点；一放置在水平桌正方向端点；物体在正方向端点；一放置在水平桌面上的弹簧振子，振幅面上的弹簧振子，振幅A=2.010-2m，周期，周期T=0.5
12、0s。当当t=0时，时，（1）物体在正方向端点；）物体在正方向端点；(2)物体在负方向端点；物体在负方向端点；（3）物体在平衡位置，向负方向运动；）物体在平衡位置，向负方向运动；(4)物体在平衡位置，向正方向运动；物体在平衡位置，向正方向运动；（5）物体在）物体在x=1.010-2m处，向负方向运动；处，向负方向运动；（6）物体在）物体在x=-1.010-2m处，向正方向运动。求以处，向正方向运动。求以上各种情况的运动方程。上各种情况的运动方程。精选ppt2614/2sT解解 由题给条件知由题给条件知A=2.010-2m，解析法解析法：根据简谐运动方程：根据简谐运动方程),cos(tAx当当t
13、=0时有时有当.sin,cos0AvAx;0,1cos,)1(110则时Ax;2,0,2,0cos,0)3(30330取因时vx;3,0,3,5.0cos,100.1)5(505520取因时vmx.34,0,3,5.0cos,100.1)6(606620取因时vmx;,1cos,)2(220则时Ax;2,0,2,0cos,0)4(40440取因时vx精选ppt27旋转矢量法旋转矢量法：分别画出四个不同初始状态的旋转矢：分别画出四个不同初始状态的旋转矢量图，如图所示，它们所对应的初相分别为量图，如图所示，它们所对应的初相分别为xoA/2-A/2 1356.34;3;2;2;0654321振幅振幅
14、A、角频率、角频率、初相、初相均确定后，均确定后，则各相应状态下的运动方程为则各相应状态下的运动方程为0 0 2 c o s(4)xt.24精选ppt28例题例题(P359:8-7题题):一个质量为一个质量为10 g的物体作简谐振动，其振的物体作简谐振动，其振幅为幅为24 cm，周期为，周期为4.0s。当。当t=0时，位移为时，位移为+24 cm。求：。求：(1)t=0.5 s时，物体所在位置；时，物体所在位置；(2)t=0.5s时，物体所受力的大小与方向；时，物体所受力的大小与方向；(3)由起始位置运动到由起始位置运动到x=12 cm处所需的最少时间；处所需的最少时间；(4)在在x=12 c
15、m处，物体的速度、动能以及系统的势能和总能量。处，物体的速度、动能以及系统的势能和总能量。解解:m2cos24.0tx精选ppt29otx三种阻尼的比较三种阻尼的比较阻尼振动位移时间曲线阻尼振动位移时间曲线AAtOx)0(220)cos(tAext022kxdtdxCdtxdm220 b b）过阻尼过阻尼220 a a）欠阻尼欠阻尼220 c c）临界阻尼临界阻尼tAeTabctAetcos六、阻尼振动六、阻尼振动(了解）：了解）：精选ppt30七、受迫振动七、受迫振动(了解）：了解）：驱动力驱动力tFkxdtdxCdtxdmp22cosmk0mC2mFf tfxdtdxdtxdp2022co
16、s2)cos()cos(p0tAteAxt2p22p204)(fA2p20p2tg驱动力的角频率驱动力的角频率精选ppt31PAo共振频率共振频率)cos(ptAx2p22p204)(fAtfxdtdxdtxdp2022cos20大阻尼大阻尼小阻尼小阻尼220r2共振频率共振频率220r2fA共振振幅共振振幅0ddpA阻尼阻尼0八、八、共共振振(了解）：了解）：精选ppt32美国塔科马大桥的坍塌美国塔科马大桥的坍塌 精选ppt338-8-3 3：简谐振动的合成简谐振动的合成一一.同方向同频率的简谐振动的合成同方向同频率的简谐振动的合成（重点）（重点）1.分振动分振动:2.合振动合振动:方法方法
17、1：三角函数法：三角函数法)cos()cos(2211tAtAtAAtAA sin)sinsin(cos)coscos(22112211cosAsinA)cos(sinsincoscostAtAtAx)cos(212212221AAAAA22112211coscossinsintanAAAA)cos(111tAx)cos(222tAx21xxx结论：结论：合振动合振动 x 仍是简谐振动仍是简谐振动精选ppt34Discussion:(1)when k212 k=0、1、2、21AAA (2)when )12(12 k k=0、1、221122211sincossinsin AAAAtg )co
18、s(212212221AAAAA21AAA精选ppt3511A1xx0方法方法2：旋转矢量法旋转矢量法（掌握）（掌握）21xxx22112211coscossinsintanAAAA)cos(212212221AAAAA)cos(tAx)cos(111tAx)cos(222tAxAx2x2A2精选ppt36 例例 一质点同时参与两个在同一直线上的简谐振一质点同时参与两个在同一直线上的简谐振动，求合振动的振幅和初相位。动，求合振动的振幅和初相位。)6s2cos()m104(121tx)65s2cos()m103(122txm1012A61)6s2cos()m101(12tx1A2A12x0A精选
19、ppt37二二.同方向不同频率的简谐振动的合成同方向不同频率的简谐振动的合成:（了解）（了解）)cos(1111 tAx)cos(2222 tAx 2 1 2 x 1)cos()cos(22211121 tAtAxxx)()cos(21212212221 tAAAAA讨讨 论论(Discussion):精选ppt38拍的现象拍的现象精选ppt390.0000.0050.0100.0150.020-4-3-2-101234初相位、振幅相同，振动频率分别为初相位、振幅相同，振动频率分别为200200HzHz、300Hz300Hz的两个简谐振动合成结果的两个简谐振动合成结果精选ppt40三三、两个相
20、互垂直的同频率简谐运动的合成两个相互垂直的同频率简谐运动的合成(了解）了解）)(sin)cos(21221221222212AAxyAyAx质点运动轨迹质点运动轨迹)cos(11tAx)cos(22tAy （椭圆方程）（椭圆方程）精选ppt41用用旋旋转转矢矢量量描描绘绘振振动动合合成成图图精选ppt42四四、两相互垂直不同频率的简谐运动的合成两相互垂直不同频率的简谐运动的合成(掌握应用掌握应用)cos(111tAx)cos(222tAynm212,83,4,8,0201测量振动频率测量振动频率和相位的方法和相位的方法李李 萨萨 如如 图图精选ppt43小小 结结1、简谐振动的动力学方程简谐振
21、动的动力学方程：2 2、简谐振动的运动学方程简谐振动的运动学方程：重点重点重点重点0222 xdtxd tcosAtx3、描述、描述简谐振动简谐振动的特征量：的特征量：（重点）（重点）2TT124、简谐振动的能量特点：、简谐振动的能量特点：（重点）（重点）5 5、旋转矢量法：、旋转矢量法：（重点）（重点）精选ppt446、同方向同频率的简谐振动的合成、同方向同频率的简谐振动的合成（重点）（重点）21xxx)cos(tA)cos(212212221AAAAA22112211coscossinsintanAAAA7、两相互垂直不同频率的简谐运动的合成两相互垂直不同频率的简谐运动的合成（李李 萨萨
22、如如 图图）精选ppt45作业：作业：P P358358页页:练习题练习题8-1题题,8-7题题.预习：第预习：第8-48-4节：节：简谐波简谐波1、写出、写出简谐振动的运动学和动力学方程简谐振动的运动学和动力学方程。2、描述、描述简谐振动简谐振动的特征量有哪些？如何计算？的特征量有哪些？如何计算？3、同方向同频率的简谐振动的合成的计算？、同方向同频率的简谐振动的合成的计算？4、两相互垂直不同频率的简谐运动的合成两相互垂直不同频率的简谐运动的合成（李李 萨萨 如如 图图）考虑以下考虑以下问题问题:精选ppt468-3 8-3：波动：波动一、波的基本概念：一、波的基本概念：（理解）（理解）1.1
23、.机械波：产生的条件：波源；传播振动的弹性介质机械波：产生的条件：波源；传播振动的弹性介质.2.2.机械波的种类：纵波和横波机械波的种类：纵波和横波.精选ppt47精选ppt483 3、波的几何描述：、波的几何描述：（理解）（理解）波面：波面：同位相各点所组成面（位相差为零）波前：波前：离波源最远即最前方的波面波线：波线：表明波传播方向的线SS1S2球面波：波前为球面球面波：波前为球面平面波：波前为平面平面波：波前为平面精选ppt49结论结论 0t4Tt 2Tt Tt43Tt Tt451 2 3 4 5 6 7 8 91011121314151617184Tt 2Tt Tt43Tt Tt45T
24、t230t 1 2 3 4 5 6 7 8 9101112131415161718横横 波波纵纵 波波(1)波动中各质点并不随波前进；波动中各质点并不随波前进；(2)各个质点的相位依次落后各个质点的相位依次落后,波动是相位的传播；波动是相位的传播；(3)波动曲线与振动曲线不同。波动曲线与振动曲线不同。精选ppt50波长（波长（）：同一波线上相邻两个相位差为 2 的质点之 间的距离；即波源作一次完全振动，波前进的距离。二、波长二、波长 周期周期 频率和波速：频率和波速：(重点）重点）周期（周期（T）：）：波前进一个波长距离所需的时间。频率（频率（）：）：单位时间内，波前进距离中完整波的数目。T1
25、波速（波速（u）：）：振动状态在媒质中的传播速度。Tu精选ppt51t=T/4 t=3T/4 波形曲线波形曲线 =uTut=T t=T/2 t=00481620 12 精选ppt52 波是相位的传播。波是相位的传播。(2)波是振动状态的传播波是振动状态的传播(4)(4)同相点同相点-质元的振动状态相同。质元的振动状态相同。结论：结论：(重点）重点）（5）波是波形的传播。）波是波形的传播。(3)(3)沿波的传播方向沿波的传播方向,各质元的相位依次落后。各质元的相位依次落后。x 2精选ppt53三、波动所遵循的基本原理：三、波动所遵循的基本原理：（理解（理解）1 1、波的叠加原理：波的叠加原理：（
26、1）波传播的独立性：波传播的独立性：（2）叠加原理：叠加原理：v1v221yyy精选ppt542、惠更斯原理：、惠更斯原理：波传播时，任一波阵面上的每一点都可以看 作发射子波的点波源，以后任意时刻，这些子波的包 迹就是该时刻的波阵面。球面波球面波平面波平面波t 时刻波面时刻波面t+t时刻波面时刻波面波传播方向波传播方向精选ppt553 3、波的衍射：、波的衍射：波传播过程中当遇到障碍物时,能绕过障碍 物的边缘而传播的现象。a可用惠更斯原理作图可用惠更斯原理作图比较两图比较两图精选ppt564 4、波的反射和折射：、波的反射和折射：（1 1）波的反射）波的反射(略略)：(2)波的折射波的折射:B
27、C=u1(t2-t1)媒质媒质1媒质媒质2折射波传播方向折射波传播方向AE=u2(t2-t1)ACi1i2t1t2BE由图有由图有 波的折射定律波的折射定律 2121sinsinuuii i1-入射角入射角,i2-折射角折射角精选ppt57tAycos0原点原点xo uPxP点的振动 y(x,t)=?P点比点比o 点点 晚晚 x/uy(x,t)=y(o,t-x/u)P点点 t 时刻的振动即为时刻的振动即为o点点(t-x/u)时刻的振动时刻的振动y (x,t)=Acos (t-x/u)沿着沿着 x轴正向传播的平面简谐波的表达式轴正向传播的平面简谐波的表达式二、简谐波的波函数二、简谐波的波函数（掌
28、握）（掌握）1.简谐波：介质中的质元均作简谐振动简谐波：介质中的质元均作简谐振动2.波函数（波的表达式）波函数（波的表达式）精选ppt58O点在点在 t 时刻的振动状态时刻的振动状态O点在点在 的振动状态的振动状态tt P 处质点在处质点在 t 时刻的振动状态时刻的振动状态OxuxPP处质点在处质点在 t 时刻的振动状态与时刻的振动状态与o处质点在处质点在 时刻的时刻的振动状态完全相同振动状态完全相同tty(0,t)=Acos t y(o,t+x/u)=Acos (t+x/u)y(x,t)=y(o,t+x/u)=Acos (t+x/u)精选ppt59x tt+t x)(cos,uxtAtxy
29、Tt uuT)(2cos,xTtAtxy)(2cos),(xtAxty)cos(0tAy若)(cos,uxtAtxy 2k波数波数)cos(),(kxtAxty精选ppt60(1)x 一定，一定，0 xx 波函数波函数)(cos,uxtAtxy讨讨 论论(Discussion):(2)t一定一定0tt (3)x,t 都在变化都在变化t=t0时刻的时刻的波形曲线波形曲线uOxttu2x1xtt y精选ppt61例：已知例：已知 y=0.02cos(10t+6x)SI求（求（1）T、u、传播方向传播方向（2）波谷经过原点的时刻（）波谷经过原点的时刻（3）t=6 s时各波峰的位置时各波峰的位置 解解
30、：（：（1）比较法比较法:)(2cos xTtAy)35(2cos02.0 xtyT=/5=0.63(s)=1/T=1.6(Hz)=/3=1.05(m)u=/T=1.67(m/s)传播方向：沿传播方向：沿X X轴负向轴负向精选ppt62定义法定义法:：在同一波线上相位差在同一波线上相位差 为为2 的的两点间距离两点间距离x2ox1u2(10 t+6x2)(10 t+6x1)=2 =x2x1 =/3T：每个质元作一次完全振动（相位增加每个质元作一次完全振动（相位增加2）的时间）的时间(10 t2+6x)(10 t1+6x)=2 t2t1=/5精选ppt63t=0 时波形图时波形图Ouxy0.02
31、(2)原点原点 y =0.02cos10t波谷经过原点波谷经过原点 y(0,t)=0.02t=(2k+1)/10 k=0，1,（3）t=6 s时各波峰的位置时各波峰的位置t=6sy=0.02cos(60+6x)波峰波峰 y=0.02X=(k/3)10精选ppt6422Am100)m(yA)m(xoAPm200)200250(cosxt2Ay 例例 一平面简谐波在一平面简谐波在 时刻的波形图如图，时刻的波形图如图，设频率设频率 ，且此时，且此时 P 点的运动方向向点的运动方向向下下，求求 1）该波的波函数）该波的波函数;Hz2500t0pv0220,0vAyxt4解：解：x波向波向 轴轴负负向传
32、播向传播Hz250yAO22A精选ppt65 例例 一简谐波沿一简谐波沿 轴轴正正向传播，向传播，已知已知 点振动曲线如图，点振动曲线如图，求求 1）点振动方点振动方程、程、2）波函数。）波函数。oxs4,m4T0 x0 x2)m10(2y222)s(tom)42cos(1022tyom3)44(2cos1022xty波函数波函数020,0vAyxtyoA32A精选ppt66三、波的干涉三、波的干涉：（掌握）（掌握）1.波的叠加原理波的叠加原理:2.波的干涉波的干涉:现象现象：相干条件：相干条件：频率相同，振动方向相同，相差恒定。频率相同，振动方向相同，相差恒定。s1s2r1r2p)cos(1
33、1010tAy)cos(22020tAyP点)2cos(1111rtAy)2cos(2222rtAy)(cos,uxtAtxy精选ppt67)(21212rr 相位差：相位差：合振动：合振动：)cos(21tAyyy合振幅：合振幅：cos22122212AAAAA强度：强度：cos22121IIIII（强度最大）干涉相长：（强度最大）干涉相长：21maxAAAA，2102)(21212kkrr精选ppt68（强度最小）干涉相消：（强度最小）干涉相消：，210)12()(21212kkrr21minAAAA12时，波程差时，波程差2,1,0,12kkrr强度最大强度最大2,1,0,2)12(12
34、kkrr强度最小强度最小精选ppt69AB1r2rrrr2)(2122)12(krm57.022)(0minurk 例：例：干涉消声器结构原理图，当发电机噪声经过干涉消声器结构原理图，当发电机噪声经过排气管达到排气管达到 A A 时分成两路在时分成两路在 B B 点相遇，声波干涉相点相遇，声波干涉相消，若频率消，若频率 ，则弯管与直管的长度差至，则弯管与直管的长度差至少应为多少？（声波的速度少应为多少？（声波的速度 ）Hz300m/s340u实际应用时，常将不同频率的消声器串接在一起实际应用时，常将不同频率的消声器串接在一起。)12(k 干涉相消时干涉相消时,2,1,0k精选ppt70四、四、
35、波的能量：波的能量：（了解）（了解）2221AuI 例例 一平面简谐波动在弹性媒质中传播时，在一平面简谐波动在弹性媒质中传播时，在传播方向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的传播方向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是能量是（1）动能为零，势能最大）动能为零，势能最大 （2）动能为零，势能为零）动能为零，势能为零（3）动能最大，势能最大）动能最大，势能最大 （4）动能最大，势能为零）动能最大，势能为零精选ppt71思考题思考题 P358:第第8-108-10题：题：当波从一种介质透入另一介质时，波长、频率、波当波从一种介质透入另一介质时，波长、频率、波 速、振幅各量中，哪些量会改变速
36、、振幅各量中，哪些量会改变?哪些量不会改变哪些量不会改变?第第8-138-13题：题：两列简谐波叠加时，讨论下列各种情况：两列简谐波叠加时，讨论下列各种情况：(1)若两波的振动方向相同，初相位也相同，但频率不同，能不若两波的振动方向相同，初相位也相同，但频率不同，能不 能发生干涉能发生干涉?(2)若两波的频率相同，初相位也相同，但振动方向不同，能不若两波的频率相同，初相位也相同，但振动方向不同，能不 能发生干涉能发生干涉?(3)若两波的频率相同，振动方向也相同，但相位差不能保持恒若两波的频率相同，振动方向也相同，但相位差不能保持恒 定，能不能发生干涉定，能不能发生干涉?(4)若两波的频率相同、
37、振动方向相同、初相位也相同，但振幅若两波的频率相同、振动方向相同、初相位也相同，但振幅 不同，能不能发生干涉不同，能不能发生干涉?第第8-148-14题：题：两列振幅相同的相干波在空间相遇时，干涉加强处的两列振幅相同的相干波在空间相遇时，干涉加强处的 合成波的强度为一个波的强度的合成波的强度为一个波的强度的4倍，而不是两相干波强度倍，而不是两相干波强度 的和的和,这是否违反了能量守恒定律这是否违反了能量守恒定律?精选ppt72P360练习题练习题8-16题题:一个波源作简谐振动，周期为一个波源作简谐振动，周期为0.01s，振幅为，振幅为0.01m。以它经过平衡位置向正方向运动时为计时起点，若此
38、。以它经过平衡位置向正方向运动时为计时起点，若此振动的振动状态以振动的振动状态以u=400m/s的速度沿直线传播。（的速度沿直线传播。（1）求波源）求波源的振动方程；（的振动方程；（2）求此波的波动方程；（）求此波的波动方程；（3）求距波源）求距波源8m处的处的振动方程；（振动方程；（4）求距波源）求距波源9m和和10m处两点之间的相位差。处两点之间的相位差。230m23200cos01.0ty0cos01.0uxty23400200cos01.0 xt精选ppt73P360练习题练习题8-19题题:在本题图中，在本题图中，S1和和S2为同一介质中的两个相干为同一介质中的两个相干波源，其波源，
39、其 振动方程分别为振动方程分别为(m)，(m)。假定两波传播过程中振幅。假定两波传播过程中振幅不变，它们传到不变，它们传到P点相遇，已知两波的波速为点相遇，已知两波的波速为20ms1，PS1=40m，PS2=50m，试求两波在，试求两波在P点的分振动运动方程及在点的分振动运动方程及在P点的合振幅。点的合振幅。20402cos10.02cos10.011turtyPS2050210.02cos10.022turtyPSm)(2.01.01.021AAA精选ppt74小小 结结1、简谐振动的动力学方程简谐振动的动力学方程：2 2、简谐振动的运动学方程简谐振动的运动学方程：重点重点重点重点0222
40、xdtxd tcosAtx3、描述、描述简谐振动简谐振动的特征量：的特征量：（重点）（重点）2TT124、简谐振动的能量特点：、简谐振动的能量特点：（重点）（重点）5 5、旋转矢量法：、旋转矢量法：（重点）（重点）精选ppt756、同方向同频率的简谐振动的合成、同方向同频率的简谐振动的合成（重点）（重点）21xxx)cos(tA)cos(212212221AAAAA22112211coscossinsintanAAAA7、两相互垂直不同频率的简谐运动的合成两相互垂直不同频率的简谐运动的合成（李李 萨萨 如如 图图）精选ppt761、简谐波的波长、周期、简谐波的波长、周期、频率和波速概念：频率和
41、波速概念：重点重点2 2、波的干涉、波的衍射、波的反射和折射：、波的干涉、波的衍射、波的反射和折射：理解理解小小 结结3、简谐波的波动方程简谐波的波动方程：（重点）重点）)(cos),(00uxtAxty)(2cos,xTtAtxy)(2cos),(xtAxty精选ppt774、波的干涉：、波的干涉：重点重点cos22121IIIII5 5、波的强度：、波的强度：了解了解2221AuuwI能精选ppt78 物物 理理 学学 应应 用用 声纳是利用水中声纳是利用水中声波声波进行进行探测、定位和通信探测、定位和通信的电子设备。的电子设备。声声纳装置一般由基阵、电子机柜和辅助设备纳装置一般由基阵、电
42、子机柜和辅助设备三部分组成。基阵由水三部分组成。基阵由水声换能器以一定几何图形排列组合而成，电子机柜一般有发射、声换能器以一定几何图形排列组合而成，电子机柜一般有发射、接收、显示和控制等分系统。辅助设备包括电源设备、连接电缆、接收、显示和控制等分系统。辅助设备包括电源设备、连接电缆、水下接线箱和增音机、与声纳基阵的传动控制相配套的装置等，以水下接线箱和增音机、与声纳基阵的传动控制相配套的装置等，以及声纳导流罩等。及声纳导流罩等。声学声学(声纳声纳)是是各国海军进行水下监视使用的主要技术各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保水
43、下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外，外，声纳技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海声纳技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等测等。影响声纳工作性能的因素除声纳本身的技术状况外，外界条件的影响声纳工作性能的因素除声纳本身的技术状况外，外界条件的影响很严重。传播衰减、多路径效应、混响干扰、海洋噪声、自噪影响很严重。传播衰减、多路径效应、混响干扰、海洋噪声、自噪、目标反射特征或辐射噪声强度等，它们大多与、目标反射特征或辐射噪声强度等，它们大多与海洋环境因素有关。海洋环境因素有关。精选ppt79作业：作业：P P360360页页:练习题练习题8-15题，题，8-168-16题题,第第8-8-1919题题.小结本章。小结本章。预习：第九章：预习：第九章：波动光学波动光学 1、平面、平面简谐波的波动方程简谐波的波动方程的相关计算和换算。的相关计算和换算。掌握掌握2、波的基本原理有哪些？波强公式是什么？波的基本原理有哪些？波强公式是什么？了解了解考虑以下考虑以下问题问题:
