㈠ 机械波和超声波什么关系
机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波由机械振动产生。产生条件:1.要有做机械振动的物体握锋模作为波源。
2.是要有能够传播机械振动的介质。
常见的机械波有:水波、声波、地震波。机械振动产生机械波,机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生
超声波是指任何声波或振动,其频率超过人类耳朵可以听到的最高阈值20千赫。超声波由于其高频特性而被广泛应用于众多领域,比如金属探伤,工件清洗等。某些动物,如犬只、海基饥豚段缓、以及蝙蝠等等都有着超乎人类的耳朵,也因此可以听到超声波。
机械波包含声波,声波中含有超声波,超声波除了有机械波的通性,还有自己特别的性能,用处广泛。超声波广泛运用于诊断学、治疗学、工程学、生物学等领域。
㈡ 求助,关于物理中机械波的问题
机械波与机械振动的关系
机械振动产生机械波,机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生。
形成条件
波源
波源也称振源,指能够维持振动的传播,不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件,也是电磁波形成的必要条件。
波源可以认为是第一个开始振动的质点,波源开始振动后,介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动,波源的频率等于波的频率。
介质
广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中,介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时,机械波不会产生,例如,真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中,波速是不同的。
下表给出了0℃时,声波在不同介质的传播速度,数据取自《普通高中课程标准实验教科书-物理(选修3-4)》(2005年)[2]。单位v/m·s^-1
质点运动
机械波在传播过程中,每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动,即,质点本身并不随着机械波的传播而前进,也就是说,机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。例如:人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动.
为了说明机械波在传播时质点运动的特点,现已绳波(右下图)为例进行介绍,其他形式的机械波同理[2]。
绳波
绳波是一种简单的横波,在日常生活中,我们拿起一根绳子的一端进行一次抖动,就可以看见一个波形在绳子上传播,如果连续不断地进行周期性上下抖动,就形成了绳波[2]。
把绳分成许多小部分,每一小部分都看成一个质点,相邻两个质点间,有弹力的相互作用。第一个质点在外力作用下振动后,就会带动第二个质点振动,只是质点二的振动比前者落后。这样,前一个质点的振动带动后一个质点的振动,依次带动下去,振动也就发生区域向远处的传播,从而形成了绳波。如果在绳子上任取一点系上红布条,我们还可以发现,红布条只是在上下振动,并没有随波前进[2]。
由此,我们可以发现,介质中的每个质点,在波传播时,都只做简谐振动(可以是上下,也可以是左右),机械波可以看成是一种运动形式的传播,质点本身不会沿着波的传播方向移动。
对质点运动方向的判定有很多方法,比如对比前一个质点的运动;还可以用“上坡下,下坡上”进行判定,即沿着波的传播方向,向上远离平衡位置的质点向下运动,向下远离平衡位置的质点向上运动。
传播本质
在机械波传播的过程中,介质里本来相对静止的质点,随着机械波的传播而发生振动,这表明这些质点获得了能量,这个能量是从波源通过前面的质点依次传来的。所以,机械波传播的实质是能量的传播,这种能量可以很小,也可以很大,海洋的潮汐能甚至可以用来发电,这是维持机械波(水波)传播的能量转化成了电能。
惠更斯原理(Huygens principle)
惠更斯原理用于解释球面波和平面波的传播,此外还可以解释波的反射、衍射的现象
在总结许多实验的基础上,荷兰科学家惠更斯提出:介质中波阵面上每一个点(有无数个)都可以看成一个新的波源,这些新的波源发出的子波。经过一定时间后,这些子波的包络面就构成下一时刻的波面[2]。
根据惠更斯原理,我们可以解释球面波的波面是怎样形成的,右图中,点波源O发出的波在t时刻的波面是一个球面S1,该球面上每一个点都可以看成一个新的点波源,它们各自向前发出球面子波,下一时刻(t+△t)新的波面S2,就是这些子波波面相切的包络面;平面波同理。
惠更斯原理的局限
①没有说明子波的强度分布问题;
②没有说明波为什么只能向前传播,而不向后传播的问题。
后来,菲涅耳对惠更斯原理作了重要的补充,形成惠更斯-菲涅耳原理,这些缺陷才被克服。
随着机械波的传播,介质中的分子振动起来。根据分子的振动方向和波传播的传播方向之间的关系,可以把机械波分为横波和纵波两类。
物理学中把分子的振动方向与波的传播方向垂直的波,称作横波。在横波中,凸起的最高处称为波峰,凹下的最低处称为波谷。绳波是常见的横波。
物理学中把分子的振动方向与波的传播方向在同一直线的波,称作纵波。分子在纵波传播时来回振动,其中分子分布最密集的地方称为密部,分子分布最稀疏的地方称为疏部。
声波是常见的纵波。
波形曲线
如果在绳子波动的某个时刻拍下照片,就能得到该时刻的波形。这个波形是由同一时刻具有不同位移的绳上各质点组成的。如果在波形上添加一个坐标系,就可以得到该时刻这个波的图像。用横坐标x表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置,用纵坐标y表示各个质点离开平衡位置的大小,规定位移方向向上为正值。在坐标平面上,以某一时刻各个质点的x、y值描出各对应点,在用光滑的曲线连接起来,就得到该时刻波的图像,也称波形曲线或波形。在波的图像上,通常用箭头表示出波的传播方向。
波形曲线与振动图像有差别,振动图像是振动物体在不同时刻的位移,而波形曲线则是一个特定时刻所有质点的位移。
波形曲线上,我们可以读出同一时刻所有质点的位移、方向,以及波长、周期等物理量。
简谐波(simple harmonic wave)
如果介质中各个质点做简谐运动,它所形成的波就是一种最基本、最简单的波,称为简谐波,它的波形是正弦(或余弦)曲线。其他波可以看成是若干个简谐波合成的[2]。
物理描述
描述机械波的物理量同样适用于电磁波,因此,这里“机械波”简称“波”
波长(wave length)
沿着波的传播方向,两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离称作波长,常用λ表示[2]。在横波中,波长等于“波峰-波峰”的长度或“波谷-波谷”的长度;在纵波中,波长等于“密部-密部”或“疏部-疏部”的长度。
频率与周期
波上任意一个质点完成一次全振动所需时间称为周期,常用T表示,单位是s;介质中的质点单位时间内完成全振动的次数叫做波的频率,常用f表示,单位是Hz。频率是周期的倒数。
波速(wave speed)
波速是单位时间内波在介质中传播的距离,为波长和频率的乘积(v=λf),表示波在的传播速度。机械波在特定介质中的传播速度是固定的。
希望我能帮助你解疑释惑。
㈢ 机械波和电磁波的区别 二者有什么不同
有很多的同学是非常想知道,机械波和电磁波的区别是什么,二者有什么不同,我整理了相关信息,希望会对大家有所帮助!
首先,机械波是由物质在弹性介质中做‘机械’震动产生的;电磁波是由电磁震荡(电流和磁通的变化)产生的;
其次,机械波是在弹性介质中才能传播,即不能在真空中传播;电磁波的传播可以在自由空间和非导电的介质空间传播;
其三,机械波的形式有横波(波动的方向垂直传播的方向)和纵波(波动的方向与传播的方向平行,比如声波就是纵波)存在,电磁波只有横波存在;
第四,机械波的传播速度相比与电磁波而言非常的低,大约在数百-数千米/秒的程度,电磁波的传播速度等于光速,约为30万公里/秒
机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处,机械波由机械振动产生,电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质,在不同介质中的传播速度也不同,在真空中根本不能传播,而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波,但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质,如:折射、反射等是一致的,描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有:水波、声波、地震波。
电磁波,是由相同且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性。电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。电磁波在真空中速率固定,速度为光速。见麦克斯韦方程组。
电磁波伴随的电场方向,磁场方向,传播方向三者互相垂直,因此电磁波是横波。当其能阶跃迁过辐射临界点,便以光的形式向外辐射,此阶段波体为光子,太阳光是电磁波的一种可见的辐射形态,电磁波不依靠介质传播,在真空中的传播速度等同于光速。
电磁辐射由低频率到高频率,主要分为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。人眼可接收到的电磁波,称为可见光(波长380~780nm)。电磁辐射量与温度有关,通常高于绝对零度的物质或粒子都有电磁辐射,温度越高辐射量越大,但大多不能被肉眼观察到。
㈣ 机械波包括:声波,水波,地震波等,这些是怎么命名的他们之间有什么本质区别
1根据波产生的原因来命名的。
2没本质区别,都是机械波(由机械振动引起)
3和他们有本质区别的是电磁波(如光波等),是由构成波的电矢量和磁矢量的交替运动传播而形成的。
㈤ 什么是机械波
机械波是机械振动在介质中传播而形成的波。按介质中质点振动方向和波传播版方向间的关系,可分为横波权和纵波两种:质点振动方向与波传播方向垂直的叫横波;在一条直线上的则叫纵波。固体中既能传播横波又能传播纵波;液体和气体中只能传播纵波。
机械波的产生:机械振动在介质中的传播过程叫机械波.机械波产生的条件有两个:一是要有做机械振动的物体作为波源,二是要有能够传播机械振动的介质.
有机械波必有机械振动,有机械振动不一定有机械波. 但是,已经形成的波跟波源无关,在波源停止振动时仍会继续传播,直到机械能耗尽后停止.