考前串讲资料-物理(工)课程代码0420
第四篇 振动 波动 波动光学
4.1 机械振动
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4.2机械波
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4.3 波动光学
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4.4 电磁振荡和电磁波
这一篇你一定要搞明白波的概念,搞明白它就容易了,随后你会发现这一篇原来这么简单,其次这一篇中另一个重要内容是波的干涉及其条件,这两部分是这一篇8、9、10章的重点,这一篇的基本脉络是: 振动→波→波和波关系指干涉、反射、折射等→特殊波,电磁波 其中振动是波的起源,所以本篇从振动开始。 我们首先介绍机械振动中的特殊振动:简谐振动 最常见的谐振动就是弹簧振子的振动
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所以 解的结果
上式表明x和t量的关系是余弦or正弦函数的关系,这种特征的运动叫简谐运动。 这是简谐振动的概念,关于谐振动方程
中A称之为振幅
ω为角频率 , ,T为周期它和频率互为倒数
相位
固有角频率
,
为初相位
上式运动方程表明
、
、
为三个重要特征量,一个振动方程
如果它们三个确定了,那么运动方程就确定了 那么
、
、
在初速度
,初位移
确定后,如何求解呢?公式见教材或见本章节方框图。
第八章核心掌握上述内容,实质就是简谐振动的定义,弹簧振子在振动过程中,在某一点是存在动能
和势能的。这在力学篇介绍弹簧力时也介绍过,那那么弹簧振子在振动过程中能量为多少呢?和哪些因素有关呢?假设运动方程为
势能公式在力学篇介绍过
动能则利用动能定义
总机械能 表明
总机械能与振幅平方正比,与振动角频率平方成正比,它是一个常量表明简谐系统的机械能守恒。关于简谐振动的合成,请同学阅读教材P336页。
一质点绕某一平衡点作简谐振动、将推动质点所在的媒质的运动,最简单的假设在空气中,质点的反复振动将使在它附近的空气也和它一起伸长,压缩,靠近振动质点的附近的媒质追随振子的这种运动如果能在媒质中连续传递下去,就形成波,自然界波很多,常见的熟悉的比如声波和水波,根据振动源振动类
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