四、机械波
机械波是振(波)源的机械振动在介质中传播。所谓的机械振动在介质中传播是指:振源的振动方式(振动频率,振动的振幅、振动的特点等“信息”)在介质中传播出去。传播机制是,组成介质的质点之间有相互作用,一个质点的振动会引起相应质点的振动,机械波之所以形成,正是振源带动附近的质点振动,这些质点又引起其自身附近的质点振动,这样接二连三的把振源的振动方式向远方传播出去。几点说明或强调:
(1)在振源振动方式向远方传播的过程中,各质点的振动是有先后顺序的,前面的质点带动后面的质点。正是这样,才形成了“波”,水波就是最容易被观察和感知的具体例子。
(5)多普勒效应
由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感觉频率发生变化的现象,叫做多普勒效应。如果波源和观察者相互靠近,则观察者接受的频率增加,相反则减小。其中,波源的频率是指,波源在单位时间内发出完整波的个数;观察者接受的频率是指,观察者在单位时间内接受完整波的个数。
从上可以得出一些重要结论:
1、没有振源的振动,不可能引起介质质点的振动;没有传播介质,振源的振动方式不可能传播出去。
2、机械波向外传播的只是振动方式和振源的能量,物质并没有迁移,即介质中质点并没有迁移。
机械波的分类:横波与纵波,前者是质点的振动方向与波的传播方向垂直;后者是质点的振动方向与波的传播方向一致。因此,横波在传播中,质点系的组成凸凹(波峰、波谷)相间的形状;纵波在传播中,质点系的组成疏密(疏部、密部)相间的分布状态。相邻的波峰(波谷)的距离等于横波的一个波长;同样,相邻的疏部(密部)的距离等于纵波的一个波长。
关于机械振动与机械波,运动图像的办法描绘,将更加的形象。关于此,将在“物理图像”专题中叙述。
关于“波”还有一些独特的性质,我们放在光学中叙述。光是一种电磁波,有别于机械波。但是它们有着很多一致的结论或者相似的现象,这些都是“波”的共性。
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