㈠ 機械波和超聲波什麼關系
機械振動在介質中的傳播稱為機械波(mechanical wave)。機械波由機械振動產生。產生條件:1.要有做機械振動的物體握鋒模作為波源。
2.是要有能夠傳播機械振動的介質。
常見的機械波有:水波、聲波、地震波。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
超聲波是指任何聲波或振動,其頻率超過人類耳朵可以聽到的最高閾值20千赫。超聲波由於其高頻特性而被廣泛應用於眾多領域,比如金屬探傷,工件清洗等。某些動物,如犬只、海基飢豚段緩、以及蝙蝠等等都有著超乎人類的耳朵,也因此可以聽到超聲波。
機械波包含聲波,聲波中含有超聲波,超聲波除了有機械波的通性,還有自己特別的性能,用處廣泛。超聲波廣泛運用於診斷學、治療學、工程學、生物學等領域。
㈡ 求助,關於物理中機械波的問題
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。
㈢ 機械波和電磁波的區別 二者有什麼不同
有很多的同學是非常想知道,機械波和電磁波的區別是什麼,二者有什麼不同,我整理了相關信息,希望會對大家有所幫助!
首先,機械波是由物質在彈性介質中做『機械』震動產生的;電磁波是由電磁震盪(電流和磁通的變化)產生的;
其次,機械波是在彈性介質中才能傳播,即不能在真空中傳播;電磁波的傳播可以在自由空間和非導電的介質空間傳播;
其三,機械波的形式有橫波(波動的方向垂直傳播的方向)和縱波(波動的方向與傳播的方向平行,比如聲波就是縱波)存在,電磁波只有橫波存在;
第四,機械波的傳播速度相比與電磁波而言非常的低,大約在數百-數千米/秒的程度,電磁波的傳播速度等於光速,約為30萬公里/秒
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。
電磁波,是由相同且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生發射的震盪粒子波,是以波動的形式傳播的電磁場,具有波粒二象性。電磁波是由同相振盪且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動,其傳播方向垂直於電場與磁場構成的平面。電磁波在真空中速率固定,速度為光速。見麥克斯韋方程組。
電磁波伴隨的電場方向,磁場方向,傳播方向三者互相垂直,因此電磁波是橫波。當其能階躍遷過輻射臨界點,便以光的形式向外輻射,此階段波體為光子,太陽光是電磁波的一種可見的輻射形態,電磁波不依靠介質傳播,在真空中的傳播速度等同於光速。
電磁輻射由低頻率到高頻率,主要分為:無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線。人眼可接收到的電磁波,稱為可見光(波長380~780nm)。電磁輻射量與溫度有關,通常高於絕對零度的物質或粒子都有電磁輻射,溫度越高輻射量越大,但大多不能被肉眼觀察到。
㈣ 機械波包括:聲波,水波,地震波等,這些是怎麼命名的他們之間有什麼本質區別
1根據波產生的原因來命名的。
2沒本質區別,都是機械波(由機械振動引起)
3和他們有本質區別的是電磁波(如光波等),是由構成波的電矢量和磁矢量的交替運動傳播而形成的。
㈤ 什麼是機械波
機械波是機械振動在介質中傳播而形成的波。按介質中質點振動方向和波傳播版方向間的關系,可分為橫波權和縱波兩種:質點振動方向與波傳播方向垂直的叫橫波;在一條直線上的則叫縱波。固體中既能傳播橫波又能傳播縱波;液體和氣體中只能傳播縱波。
機械波的產生:機械振動在介質中的傳播過程叫機械波.機械波產生的條件有兩個:一是要有做機械振動的物體作為波源,二是要有能夠傳播機械振動的介質.
有機械波必有機械振動,有機械振動不一定有機械波. 但是,已經形成的波跟波源無關,在波源停止振動時仍會繼續傳播,直到機械能耗盡後停止.