1、11.1 机机 械械 波波机机 械械 波波机械波的形成机械波的形成波是波是能量传递的一种方式能量传递的一种方式横波与纵波横波与纵波波长、波速和频率的关系波长、波速和频率的关系 一、机械波一、机械波由由于于某某种种扰扰动动，在在水水、空空气气、弹弹簧簧、绳绳子子等等某某一一处处（或或者者某某一一点点）引引起起的的机机械械振振动动，会会沿沿着着这这些些物物体体（或或物物质）传播，这些传播振动的媒介物叫质）传播，这些传播振动的媒介物叫介质介质。机械振动在介质中的传播，形成了机械振动在介质中的传播，形成了机械波机械波，简称，简称波波。二、机械波的形成二、机械波的形成振振动动如如果果发发生生在在弹弹性性
2、介介质质中中，它它就就不不会会局局限限在在一一个个地地方方，而而由由于于介介质质中中各各部部分分弹弹性性力力的的作作用用，相相邻邻的的部部分分也也陆陆续续地地振振动动起起来来，这这样样，振振动动就就向向周周围围的的弹弹性性介介质质中中传传播播出去。出去。由由于于振振动动向向越越来来越越远远的的地地方方传传播播，各各地地的的振振动动状状态态有有先先有有后后，看看起起来来就就象象凸凸起起和和凹凹下下的的状状态态或或疏疏与与密密的的状状态在态在“移动移动”。在波动过程中，媒质中传在波动过程中，媒质中传播出去的只是媒质质点的振动播出去的只是媒质质点的振动状态，质点本身只是以各自的状态，质点本身只是以各
3、自的平衡位置为中心作振动，并不平衡位置为中心作振动，并不随波一起传播出去。随波一起传播出去。横横 波波 的的 形形 成成 三、横波与纵波三、横波与纵波按按照照质质点点振振动动方方向向和和波波的的传传播播方方向向之之间间的的关关系系，可可以把波分成横波和纵波。以把波分成横波和纵波。声波声波、弹簧传播的是纵波、弹簧传播的是纵波抖动的绳子传播的是横波抖动的绳子传播的是横波举举 例例疏疏部部与与密密部部相相间间。纵纵波波又又称称疏密波疏密波有有凹凹、有有凸凸。凸凸为为波波峰峰，凹凹为为波波谷谷。横横波波又又称称凹凹凸凸波波波波 形形纵纵波波可可以以产产生生在在气气态态、液液态态、固态的各种介质中固态的
4、各种介质中横波只存在于固体介质中横波只存在于固体介质中产产 生生条条 件件质质点点振振动动方方向向和和波波的的传传播播方方向在同一直线上的波叫向在同一直线上的波叫纵波纵波质质点点振振动动方方向向与与波波的的传传播播方向垂直的波叫方向垂直的波叫横波横波定定 义义纵纵 波波横横 波波波波是是振振动动在在介介质质中中的的传传播播过过程程。随随着着波波的的传传播播，介介质质中中本本来来静静止止的的质质点点开开始始振振动动起起来来，这这表表明明它它获获得得了了能能量量。这这能能量量是是从从波波源源通通过过前前面面的的质质点点依依次次传传递递过过来来的的。所所以以，波波在在传传播播振振动动这这种种运运动动
5、形形式式的的同同时时，也也将将波波源源的的能能量量传传递递出出去去。因因此此说说，波是传递能量的一种方式。波是传递能量的一种方式。四、波四、波是是能量传递的一种方式能量传递的一种方式 五、波长、波速和频率的关系五、波长、波速和频率的关系 1.波波长长沿沿波波的的传传播播方方向向，相相邻邻的的两两个个波波峰峰（波波谷谷）或相邻两个疏部（密部）之间的距离叫或相邻两个疏部（密部）之间的距离叫波长波长，用，用 表示。表示。xyO+A-A 2.频频率率波波源源振振动动的的频频率率也也称称波波的的频频率率。波波前前进进一一个个波波长长所所需需的的时时间间，叫叫做做波波的的周周期期。频频率率和和周周期期反反
6、映映了了波波在在时间上的周期性。时间上的周期性。3.波波速速波波动动过过程程中中，振振动动传传播播的的距距离离和和所所用用时时间间的比值叫做波速的比值叫做波速,即即 4.波长、频率波长、频率(或周期或周期)与波速的关系与波速的关系 在同一均匀介质中，机械波匀速向外传播。波在传播在同一均匀介质中，机械波匀速向外传播。波在传播过程中，频率不变（由波源决定）；波速在不同的介质中过程中，频率不变（由波源决定）；波速在不同的介质中不同（传播速度由介质决定）；而波长由波速和介质两者不同（传播速度由介质决定）；而波长由波速和介质两者共同决定。共同决定。例例题题 一一列列纵纵波波在在空空气气中中的的波波长长是
7、是25 cm，传传播播速速度度是是 340 m/s，当当它它传传入入另另一一介介质质中中，速速度度为为1 088 m/s。求求它它在在这种介质中的波长。这种介质中的波长。分分析析：因因为为频频率率是是由由波波源源决决定定的的，它它不不随随介介质质的的改改变变而而改改变变。因因此此，本本题题应应先先求求出出波波的的频频率率，然然后后根根据据波波速速公公式再求出这列波在另一介质中的波长。式再求出这列波在另一介质中的波长。解解：由由波波长长、波波速速和和频频率率的的关关系系v=f 可可知知，当当频频率率不变时，波长与波速成正比，即不变时，波长与波速成正比，即 练练 习习1.机机械械振振动动在在 中中
8、的的 过过程程，就就形形成成机机械械波波，产产生生机机械械波波的的条条件件是是一一要要有有 ，二二要要有有 。3.下列关于机械波的说法中，正确的是下列关于机械波的说法中，正确的是 （）（）(D)机械波向外传播的是能量，而不是介质本身。机械波向外传播的是能量，而不是介质本身。(A)机械波可以不通过介质直接向外传播。机械波可以不通过介质直接向外传播。(B)不需要机械振动就能产生机械波。不需要机械振动就能产生机械波。(C)机械波可以把介质传播出去。机械波可以把介质传播出去。(A)有振动，必有波。有振动，必有波。(B)有波，不一定有振动。有波，不一定有振动。(C)有波，必有振动。有波，必有振动。(D)
9、以上说法均有可能。以上说法均有可能。2.关于振动和波的关系，关于振动和波的关系，以下说法正确的是以下说法正确的是 （）（）CD介质介质传播传播介质介质波源波源 5.关于波长，下列说法正确的是关于波长，下列说法正确的是 ()(A)在在一一个个周周期期内内，振振动动在在介介质质中中传传播播的的距距离离等等于于一一个个波长。波长。(B)在一个周期内，介质质点所运动的路程等于波长。在一个周期内，介质质点所运动的路程等于波长。(C)横横波波的的波波长长，等等于于横横波波中中波波峰峰与与波波峰峰（或或波波谷谷与与波波谷）之间的距离。谷）之间的距离。(D)横波的波长和它的频率成正比。横波的波长和它的频率成正比。4.当波从一种介质进入另一种介质时，保持不变的是当波从一种介质进入另一种介质时，保持不变的是 (A)波波长长。(B)频频率率。()(C)波速。波速。(D)传播方向。传播方向。BA
