1. 機械波中的能量變化
機械波在波峰和波谷時勢能最大,平衡位置時的動能最大,在傳播過程中,波能夠連續向外傳播能量是因為震源不停地提供能量。如果傳播出的波形是同心圓的話,外圈的波的高度是不斷降低的,但是整個的圓的一周的總能量是不變的(如果震源的振幅不變的話)
2. 機械波怎樣傳導能量
波源帶動臨近的質點,被帶動的質點又帶動它臨近的質點。這樣看的話,實際上相當於波源的能量傳遞到了其它的質點上。
3. 機械波是怎麼傳播的呢
機械波是由質元震動形成的能量的傳遞。質元本身是不向遠處傳播的,只在平衡位置附近震動。
以繩子為例
握著繩子的一端上下震動,當手向上時,繩子的端點就帶動挨著它的繩子下一個點(質元)向上,這一個點比繩子端點向上運動得晚一些,接著它又帶動再下一個點,再下一個點又比它晚一些,依次類推,這些點的位置就會形成波的形狀了。
4. 關於機械波的能量問題
機械波產生的條件:抄振源、介質。機械波傳播的是振動的形式、能量、信息 ;當介質中的質點開始振動以後能量相對振動前會改變(能量來自振源)。若振源做簡諧振動則機械波為簡諧波,每個質點的總能量不再改變;但是波在傳播,新加入的質點會給質點系的總能量帶來增加,所以質點系的總能量是與時間有關的。但振源不是做簡諧振動,那麼各個質點的能量都可能改變。關鍵是看振源!
5. 機械波是傳遞能量的一種方式
分析: 機械波形成必須具備兩個條件:一是機械振動;二是傳播振動的介質.介質中的版各質點不隨波的傳播而權遷移.機械波是傳遞能量的一種方式.振源一停止振動,由於慣性,各質點的振動並不立即停止. A、有機械振動不一定有機械波,還需要傳播振動的介質.故A錯誤. B、機械波傳播過程中,介質中各質點只在各自的平衡位置附近做振動,並不隨波遷移.故B錯誤. C、機械波是向前傳播時,傳播了振動這種運動形式的同時,也傳遞了能量.所以機械波是傳遞能量的一種方式.故C正確. D、振源停止振動,由於慣性,各質點的振動並不立即停止,波還要傳播一段距離.故D錯誤 故選C 點評: 本題考查機械波的基本知識.機械波的基本特點是:介質中質點不隨波遷移,簡稱為不「隨波逐流」.
6. 機械波
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,電磁波由電磁振盪產生;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。
編輯本段
形成與傳播
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)[1]。單位v/m·s^-1
介質 空氣 純水 鹽水 橡膠 軟木 銅 鐵
波速 332 1490 1531 30~50 480 3800 4900
傳播方式與特點
質點的運動
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[1]。
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[1]。
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[1]。
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。
機械波傳播的本質
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[1]。
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[2]。
7. 機械波傳遞能量
那是肯定的。比如聲波,聲源在不短發出聲就是在釋放能量,聲音在傳播過程中能量會轉化為其它能量即受阻力慢慢減弱。理論上每個質點的能量都不同。