機械波如何反射

『壹』 求助，關於物理中機械波的問題

機械振動在介質中的傳播稱為機械波（mechanical wave）。機械波與電磁波既有相似之處又有不同之處，機械波由機械振動產生，電磁波由電磁振動產生；機械波的傳播需要特定的介質，在不同介質中的傳播速度也不同，在真空中根本不能傳播，而電磁波（例如光波）可以在真空中傳播；機械波可以是橫波和縱波，但電磁波只能是橫波；機械波與電磁波的許多物理性質，如：折射、反射等是一致的，描述它們的物理量也是相同的。常見的機械波有：水波、聲波、地震波。

機械波與機械振動的關系

機械振動產生機械波，機械波的傳遞一定要有介質,有機械振動但不一定有機械波產生。

形成條件

波源

波源也稱振源，指能夠維持振動的傳播，不間斷的輸入能量，並能發出波的物體或物體所在的初始位置。波源即是機械波形成的必要條件，也是電磁波形成的必要條件。

波源可以認為是第一個開始振動的質點，波源開始振動後，介質中的其他質點就以波源的頻率做受迫振動，波源的頻率等於波的頻率。

介質

廣義的介質可以是包含一種物質的另一種物質。在機械波中，介質特指機械波藉以傳播的物質。僅有波源而沒有介質時，機械波不會產生，例如，真空中的鬧鍾無法發出聲音。機械波在介質中的傳播速率是由介質本身的固有性質決定的。在不同介質中，波速是不同的。

下表給出了0℃時，聲波在不同介質的傳播速度，數據取自《普通高中課程標准實驗教科書-物理（選修3-4）》(2005年)[2]。單位v/m·s^-1

質點運動

機械波在傳播過程中，每一個質點都只做上下（左右）的簡諧振動，即，質點本身並不隨著機械波的傳播而前進，也就是說，機械波的一質點運動是沿一水平直線進行的。例如：人的聲帶不會隨著聲波的傳播而離開口腔。簡諧振動做等幅震動,理想狀態下可看作做能量守恆的運動.阻尼振動為能量逐漸損失的運動.

為了說明機械波在傳播時質點運動的特點，現已繩波（右下圖）為例進行介紹，其他形式的機械波同理[2]。

繩波

繩波是一種簡單的橫波，在日常生活中，我們拿起一根繩子的一端進行一次抖動，就可以看見一個波形在繩子上傳播，如果連續不斷地進行周期性上下抖動，就形成了繩波[2]。

把繩分成許多小部分，每一小部分都看成一個質點，相鄰兩個質點間，有彈力的相互作用。第一個質點在外力作用下振動後，就會帶動第二個質點振動，只是質點二的振動比前者落後。這樣，前一個質點的振動帶動後一個質點的振動，依次帶動下去，振動也就發生區域向遠處的傳播，從而形成了繩波。如果在繩子上任取一點繫上紅布條，我們還可以發現，紅布條只是在上下振動，並沒有隨波前進[2]。

由此，我們可以發現，介質中的每個質點，在波傳播時，都只做簡諧振動（可以是上下，也可以是左右），機械波可以看成是一種運動形式的傳播，質點本身不會沿著波的傳播方向移動。

對質點運動方向的判定有很多方法，比如對比前一個質點的運動；還可以用「上坡下，下坡上」進行判定，即沿著波的傳播方向，向上遠離平衡位置的質點向下運動，向下遠離平衡位置的質點向上運動。

傳播本質

在機械波傳播的過程中，介質里本來相對靜止的質點，隨著機械波的傳播而發生振動，這表明這些質點獲得了能量，這個能量是從波源通過前面的質點依次傳來的。所以，機械波傳播的實質是能量的傳播，這種能量可以很小，也可以很大，海洋的潮汐能甚至可以用來發電，這是維持機械波（水波）傳播的能量轉化成了電能。

惠更斯原理(Huygens principle)

惠更斯原理用於解釋球面波和平面波的傳播，此外還可以解釋波的反射、衍射的現象

在總結許多實驗的基礎上，荷蘭科學家惠更斯提出：介質中波陣面上每一個點（有無數個）都可以看成一個新的波源，這些新的波源發出的子波。經過一定時間後，這些子波的包絡面就構成下一時刻的波面[2]。

根據惠更斯原理，我們可以解釋球面波的波面是怎樣形成的，右圖中，點波源O發出的波在t時刻的波面是一個球面S1，該球面上每一個點都可以看成一個新的點波源，它們各自向前發出球面子波，下一時刻（t+△t）新的波面S2，就是這些子波波面相切的包絡面；平面波同理。

惠更斯原理的局限

①沒有說明子波的強度分布問題；

②沒有說明波為什麼只能向前傳播，而不向後傳播的問題。

後來，菲涅耳對惠更斯原理作了重要的補充，形成惠更斯-菲涅耳原理，這些缺陷才被克服。

隨著機械波的傳播，介質中的分子振動起來。根據分子的振動方向和波傳播的傳播方向之間的關系，可以把機械波分為橫波和縱波兩類。

物理學中把分子的振動方向與波的傳播方向垂直的波，稱作橫波。在橫波中，凸起的最高處稱為波峰，凹下的最低處稱為波谷。繩波是常見的橫波。

物理學中把分子的振動方向與波的傳播方向在同一直線的波，稱作縱波。分子在縱波傳播時來回振動，其中分子分布最密集的地方稱為密部，分子分布最稀疏的地方稱為疏部。

聲波是常見的縱波。

波形曲線

如果在繩子波動的某個時刻拍下照片，就能得到該時刻的波形。這個波形是由同一時刻具有不同位移的繩上各質點組成的。如果在波形上添加一個坐標系，就可以得到該時刻這個波的圖像。用橫坐標x表示沿波傳播方向上各個質點的平衡位置，用縱坐標y表示各個質點離開平衡位置的大小，規定位移方向向上為正值。在坐標平面上，以某一時刻各個質點的x、y值描出各對應點，在用光滑的曲線連接起來，就得到該時刻波的圖像，也稱波形曲線或波形。在波的圖像上，通常用箭頭表示出波的傳播方向。

波形曲線與振動圖像有差別，振動圖像是振動物體在不同時刻的位移，而波形曲線則是一個特定時刻所有質點的位移。

波形曲線上，我們可以讀出同一時刻所有質點的位移、方向，以及波長、周期等物理量。

簡諧波(simple harmonic wave)

如果介質中各個質點做簡諧運動，它所形成的波就是一種最基本、最簡單的波，稱為簡諧波，它的波形是正弦（或餘弦）曲線。其他波可以看成是若干個簡諧波合成的[2]。

物理描述

描述機械波的物理量同樣適用於電磁波，因此，這里「機械波」簡稱「波」

波長(wave length)

沿著波的傳播方向，兩個相鄰的、相對平衡位置的位移和振動方向總是相同的質點間的距離稱作波長，常用λ表示[2]。在橫波中，波長等於「波峰-波峰」的長度或「波谷-波谷」的長度；在縱波中，波長等於「密部-密部」或「疏部-疏部」的長度。

頻率與周期

波上任意一個質點完成一次全振動所需時間稱為周期，常用T表示，單位是s；介質中的質點單位時間內完成全振動的次數叫做波的頻率，常用f表示，單位是Hz。頻率是周期的倒數。

波速(wave speed)

波速是單位時間內波在介質中傳播的距離，為波長和頻率的乘積（v=λf），表示波在的傳播速度。機械波在特定介質中的傳播速度是固定的。

希望我能幫助你解疑釋惑。

『貳』 大學物理一道機械波的題目，求反射波，這道題要如何解求大佬幫忙！！

10-18 的解答如下：

入射波在反射面處的振動方程為：
y1B = A cos(ωt + φ – ωb/u)
反射波在反射面處的振動方程為：
y2B = A cos(ωt + φ – ωb/u + π)
反射波的波動方程為：
y2 = A cos(ωt – ω(b + x)/u + φ – ωb/u + π)
即：
y2 = A cos(ωt – ωx/u + φ – 2ωb/u + π)

『叄』 地震波是怎樣造成反射現象的

地震波在通過不同介質的界面時也能發生折射和反射現象，只是它的折射和反射比光波的折射和反射更加復雜。例如在P波入射的情況下，不但有折射P波和反射P波，同時還會出現折射的S波成分和反射的S波成分。

一般而言我們可將波分成橫波及縱波。橫波又稱機械波即波前進的方向與介質振動的方向是垂直的。而縱波又稱疏密波，既波前進的方向與介質振動的方向是平行的。而地震的p及s波是以英文的簡寫而成。p代表primarywave，primary有先到達的意思，也就是說p波的波速比較快，而s代表secondarywave即第二到達的波。所以地震發生時你會先感覺到p波，而後才會感受到s波。而我們所謂p波就是縱波，波速大約7~8km/s，而s波為橫波，波速約4~5km/s。地震發生時的p波造成我們的感覺是上下振動的，但時間維持較短，強度也要小，所以你不注意有時是感覺不出來的。而s波則是我們都知道的左右搖晃。

『肆』 機械波的物理性質

機械波的物理性質同樣適用於電磁波，因此，這里「機械波」簡稱「波」 在物理學中，我們把波在傳播過程中，由一種介質進入另一種介質時，傳播方向發生改變的現象稱為折射。
在波的折射中入射波的波線與法線的夾角稱為入射角，用i表示；折射波的波線與法線的夾角叫做折射角，用r表示。
折射定律
進一步研究表明，波在發生折射時，入射角與折射角存在如下關系
(sini)/(sinr)=v1/v2=λ1/λ2
v為波速；λ為波長
這一定律在光學中被稱作斯涅耳定律。 在物理學中，把波遇到障礙時反射回來繼續傳播的現象稱為波的反射
反射定律
反射波線、入射波線和法線在同一平面內，反射波線與入射波線分別位於法線兩側，入射角等於反射角。 頻率相同的兩列波疊加，使某些區域的振動加強，某些區域的振動減弱，而且振動加強的區域和振動減弱的區域相互隔開。這種現象叫做波的干涉。
產生干涉的一個必要條件是，兩列波的頻率必須相同或者有固定的相位差。如果兩列波的頻率不同或者兩個波源沒有固定的相位差（相差），相互疊加時波上各個質點的振幅是隨時間而變化的，沒有振動總是加強或減弱的區域，因而不能產生穩定的干涉現象，不能形成干涉圖樣。
兩列波的相干條件是：
①頻率相同
②振動方向相同
③相位相同或相位差恆定
波的疊加原理
波的疊加原理包含了兩點：
①各波源所激發的波可以在同一介質中獨立地傳播，它們相遇後再分開，其傳播情況（頻率、波長、傳播方向、周相等）與未遇時相同，互不幹擾，就好像其他波不存在一樣；
②在相遇區域里各點的振動是各個波在該點所引起的振動的矢量和。 衍射是波的特有現象，一切波都能發生衍射.
①波可以繞過障礙物繼續傳播，這種現象叫做波的衍射.
②觀察到明顯衍射的條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現象.
③相對於波長而言，障礙物的線度越大衍射現象越不明顯，障礙物的線度越小衍射現象越明顯。 參見：多普勒效應
多普勒效應是為紀念奧地利物理學家及數學家，克里斯琴·約翰·多普勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他於1842年首先提出了這一理論。多普勒認為，物體輻射的波長因為光源和觀測者的相對運動而產生變化。在運動的波源前面，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高 (藍移(blue shift))。在運動的波源後面，產生相反的效應。波長變得較長，頻率變得較低 (紅移(red shift))。波源的速度越高，所產生的效應越大。根據光波紅/藍移的程度，可以計算出波源循著觀測方向運動的速度。恆星光譜線的位移顯示恆星循著觀測方向運動的速度。除非波源的速度非常接近光速，否則多普勒位移的程度一般都很小。所有波動現象 (包括光波) 都存在多普勒效應。 頻率和振幅均相同、振動方向一致、傳播方向相反的兩列波疊加後形成的波。波在介質中傳播時其波形不斷向前推進，故稱行波；上述兩列波疊加後波形並不向前推進，故稱駐波。
測量兩相鄰波節間的距離就可測定波長。各種樂器，包括弦樂器、管樂器和打擊樂器，都是由於產生駐波而發聲。為得到最強的駐波， 弦或管內空氣柱的長度L必須等於半波長的整數倍，即，k為整數，λ為波長 。因而弦或管中能存在的駐波波長為，相應的振動頻率為，υ為波速。k=1時，，稱為基頻，除基頻外，還可存在頻率為kn1的倍頻。
入射波（推進波）與反射波相互干擾而形成的波形不再推進（僅波腹上、下振動，波節不移動）的波浪，稱駐波。駐波多發生在海岸陡壁或直立式水工建築物前面。緊靠陡壁附近的海水面隨時間雖作周期性升降，海水呈往復流動，但並不向前傳播，水面基本上是水平的，這就是由於受岸壁的限制使入射波與反射波相互干擾而形成的。波面隨時間作周期性的升降，每隔半個波長就有一個波面升降幅度為最大的斷面，稱為波腹；當波面升降的幅度為0時的斷面，稱為波節。相鄰兩波節間的水平距離仍為半個波長，因此駐波的波麵包含一系列的波腹和波節，腹節相間，波腹處的波面的高低雖有周期性變化，但此斷面的水平位置是固定的，波節的位置也是固定的。這與進行波的波峰、波谷沿水平方向移動的現象正好相反，駐波的形狀不傳播，故名駐波。當波面處於最高和最低位置時，質點的水平速度為零，波面的升降速度也為零；當波面處於水平位置時，流速的絕對值最大，波面的升降也最快，這是駐波運動獨有的特性。

『伍』 聲波為什麼會反射

機械波是能量的傳遞，任何物質都能傳遞能量。當遇到障礙物時，會發生一部分折射（即反射），一部分衍射，一部分穿過。聲波的反射就是其中的一種，其實另外一部分是穿過了障礙物和繞過了障礙物（衍射）。所以聲波不僅反射了，而且還折射和衍射了。

『陸』 大學物理，機械波，振動方程，這個反射點的描述我有點不知所以然，如圖，請指點一下，求助！

波在傳播過程中，從波疏介質傳播到波密介質時會產生半波損失，反射波與原來的波疊加，在反射點形成波節；從波密介質到波疏介質不會產生半波損失，反射波與原來的波疊加，在反射點處形成波腹

『柒』 機械波能全反射嗎

當然能啦。比如聲波就是機械波，回聲就是它的反射現象。

『捌』 機械波能反射機械波嗎

不能——因 波 遵循獨立傳播性原理
機械波波 能產生干涉，只是局部區域的減弱，但還有局部區域的增強~

『玖』 機械波能產生反射折射現象嗎

能！類似光，波的反射角等於入射角；折射率為n=v1/v2=sinθ1/sinθ2(n>1)

『拾』 大學物理，機械波，請問怎麼設反射方程和振動方程的表達式，請詳細說明一下。有點混亂。求助！！QWQ

首先，反射波肯定是向x軸負向傳播的，但是振幅不變，角頻率不變，但是版初相位是不清楚的；權所以就可以用入射波的振幅和角頻率直接設出反射波的波動方程，x前面變+號，再加上個初相位ψ0。
然後，界面上這個點的振動是什麼情況？入射波本來使得它的振動是ya=Acos(200π(t-L/200))，但是這個界面入射波這邊是波疏介質，所以反射的時候會有相位突變π，所以反射回來的時候A的振動應該是y'a=Acos(200π(t-L/200)+π)。
最後，把A的坐標代到反射波的波動方程裡面應該得到y'a，這樣就解出了反射波的初相位ψ0。