2013年4月自考《物理(工)》串講第九章(1)
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第九章 機械波
一、機械波的產生和傳播(識記)
波的定義：波是指一個過程，也就是振動的傳播過程。
機械波：是機械振動在彈性介質內的傳播過程。
電磁波是電磁場的振動在真空或介質內的傳播過程。
這兩類波性質是不同的。
橫波：質點的振動方向與波動的傳播方向相垂直的波。
縱波：質點的振動方向與波動的傳播方向相同的波。
水面波既不是純粹的橫波也不是純粹的縱波。
表示波的幾個參量：(明確其相互關系)
波速：是單位時間內振動狀態傳播的距離，用v表示。它與振動速度是不同的。
波長：同一波線上一個完整波形的長度，用λ表示。
波的頻率：與質點振動的頻率是同一個參量，用ν表示，頻率的倒數就是波的周期，與質點的振動周期是同一個量，用T表示，則T=1/ν。
波速與頻率及波長之間的關系：
v=λ/T=νλ
即：波速等于頻率和波長的乘積，這是波速、波長、周期或頻率的重要基本關系。
二、簡諧波的運動方程(領會)
簡諧振動在介質中傳播而形成的波叫簡諧波。要領會簡諧行波的幾個表達式的含義：
y=Acosω(t±Δt')=Acosω(t± x/v)
根據ω=2πν=2π/T 及v=νλ可得下列形式的方程(正負號表示波動沿x軸負向或正向運動時所用的符號)
y=Acos2π(νt±x/λ)
=Acos2π(t/T±x/λ)
=Acos2π(vt±x)/λ
1、當表達式中t為常量時，則位移y表示在給定刻波線上各質點的振動位移，這時的波形曲線相當于在t時刻的一張快照。這時波線上任意兩點間的相位差就是：
Δφ=2π(x2x1)/λ (其中的負號表示沿x方向上后一點的相位落后與前一點的相位)
2、當x給定時，y將只是t的函數，表示離原點距離為x的質點在不同時刻的振動位移。實際上是表示給定點的振動情況。作出的曲線則是該質點的振動曲線。
3、當x，t都變化時，則運動方程就表示了波形的傳播。它表示在t1時刻，x處的振動位移到t1+Δt時刻已傳播到x+vΔt)處，前一時刻前一個振動位移和后一時刻后一個振動位移是相同的，可見波在這段時間Δt里移動(傳播)了一段距離Δx。
這里要能夠根據Δφ=2π(x2x1)/λ求解行波中兩點間距離與相位差的關系。
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