振动和波动

大学物理概念整理——振动和波动。振动和波动,振动就是波源,波源在一个点,这个点发生振动,然后传播出去,形成波动,然后这个波动路径其他的点也开始振动,但是这些点之间有相位差。更多干货内容可以先收藏再看呀！

振动和波动

波动:空间中媒质的传播过程

机械波

产生条件

波源

弹性介质

类型

横波:与传播方向垂直，有波峰波谷 固体中传播，如绳波

纵波:与传播方向平行，有疏部和密部 固液气体中均可传播，如声波

几何描述

波线:波的传播途径和方向的有向线段

波面:某时刻振动相位相同的点共同构成的空间面

波前:某时刻最前面的波面

物理量

波长:相差2π的相位差，两点间距离

周期:波传过一个波长用时

频率:波单位时间中，传播完整波的个数

波速:单位时间内，波传播距离

能量

动能和势能

总机械能

能量密度

平均能量密度

能流密度

能流:单位时间内垂直通过波传播方向某一面积的能量

平均能流

能流密度

平面简谐波

波函数

正方向

反方向

物理意义

波的叠加原理

独立性

叠加原理

干涉

产生条件

振动频率相同

振动方向相同

相位差为常数

特性:始终加强或者减弱

加强减弱条件

驻波

定义

波函数

特征

波腹:振幅最大点

振动:在某一位置来回往复的运动

简谐振动

条件

受力特征

微分方程

动力学方程

物理量

振幅:离开平衡位置的最大距离

角频率:2π秒内完成振动的次数

相位:描述运动状态的量

相位差

同相反相:步调相同或不同

超前滞后:相位差大小与0做比较

速度加速度

表示方法

解析法

曲线法

旋转矢量法

能量

动能和势能

总能量

能量平均值

简谐振动的合成

同方向同频率的合成

阻尼振动和受迫振动

阻尼的分类

摩擦阻尼:机械能转化为内能

辐射阻尼:能量以其他能量的形式辐射出去

阻尼振动的动力学方程

固有角频率

阻尼因子

解

欠阻尼

临界阻尼:物体不能往复运动的临界情况

过阻尼:无振动发生，非周期运动

受迫振动:系统在周期性外力作用下发生的振动

共振

位移共振:振幅最大，系统形变最大

速度共振(能量共振):速率最大，系统动能最大

利弊

利:乐器提高音效，广播共振选台

弊:建筑物倒塌，次声波共振伤害人体

多普勒效应

半波损失

图解