機(jī)械波是中學(xué)物理的一個(gè)重要內(nèi)容，而波動(dòng)問(wèn)題是教與學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。由于中學(xué)物理中對(duì)波的描述和處理是定性和半定量化的，解決波動(dòng)問(wèn)題時(shí)，更多的要借助于波動(dòng)的特征和波動(dòng)圖象。因此建立全面而準(zhǔn)確的波動(dòng)過(guò)程的物理圖景、充分的認(rèn)識(shí)和理解波動(dòng)的特征，是學(xué)習(xí)機(jī)械波這一塊內(nèi)容時(shí)的首要問(wèn)題。
1、波動(dòng)是大量質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的集體表現(xiàn)
正因?yàn)槿绱瞬▌?dòng)規(guī)律和振動(dòng)規(guī)律是互相補(bǔ)充的，例如在應(yīng)用時(shí)經(jīng)常要根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況來(lái)分析波動(dòng)情況。對(duì)于波動(dòng)的這一特征要明確兩點(diǎn)：
（1）、波的傳播過(guò)程實(shí)際上是前一質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的過(guò)程，因此介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)做的都是受迫振動(dòng)，它們的振動(dòng)頻率都與波源的頻率相同，也就是波動(dòng)的頻率。
（2）、波在傳播過(guò)程中實(shí)際上傳播的是波源的振動(dòng)能量和振動(dòng)形式，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只是在自己的平衡位置附近來(lái)回振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波遷移。
2、波動(dòng)的位相關(guān)系
沿波的傳播方向，先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，因此振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位相依次落后。波動(dòng)的這一特征，是我們推斷波形、波傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向三者相互關(guān)系的依據(jù)，已知其中兩者就可推知第三者。中學(xué)物理中有許多這類(lèi)問(wèn)題及判斷方法，應(yīng)注意總結(jié)。
3、波動(dòng)的平移法則
波一旦形成，就會(huì)保持這個(gè)確定的形狀，以恒定的速度（波速）整體向前勻速平移，同時(shí)也包括波源的振動(dòng)狀態(tài)不變地勻速向外平移。把握這一特征十分重要，我們可根據(jù)某一時(shí)刻的波形圖，結(jié)合勻速運(yùn)動(dòng)的位移公式 s = v t ，來(lái)確定任一時(shí)刻的波形圖，以及分析某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況。
4、波動(dòng)的周期性
波動(dòng)的周期性體現(xiàn)在兩個(gè)方面：從時(shí)間上看，每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的時(shí)間，波形重復(fù)出現(xiàn)一次；從空間上看，沿波傳播方向每經(jīng)過(guò)一個(gè)波長(zhǎng)的距離，波形也重復(fù)出現(xiàn)一次。這兩個(gè)方面是統(tǒng)一的，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期 T 的時(shí)間，波傳播一個(gè)波長(zhǎng)λ的距離；波速 v，波長(zhǎng)λ和周期 T 的關(guān)系為 。
根據(jù)波的這一特征，當(dāng)波在介質(zhì)中的傳播時(shí)間 t 為周期 T 的整數(shù)倍時(shí)，波的傳播距離也是波長(zhǎng)的整數(shù)倍，波形與原來(lái)的重合。如果經(jīng)過(guò)的時(shí)間 t ，波傳播距離 x，不是 T 和λ的整數(shù)倍，即 （其中 n =0、1、2……，0＜Δn＜1），則只需將原波形沿波傳播方向平移Δnλ，就可得到下一時(shí)刻的波形圖，這就是所謂的“去整留零”。也正因?yàn)椴▌?dòng)的這種周期性，使得波動(dòng)問(wèn)題經(jīng)常具有多解性，并成為此類(lèi)問(wèn)題的特色。
5、波動(dòng)的雙向性
波在介質(zhì)可向各個(gè)方向傳播，但在波動(dòng)圖象中波的傳播只限于坐標(biāo)軸的正、負(fù)兩個(gè)方向。當(dāng)波的傳播方向未知時(shí)，要考慮到波的傳播方向可能沿正方向、也可能沿負(fù)方向。如上面的問(wèn)題中將原波形沿相反方向平移（1－Δn）λ的距離，也可得到同樣的波形圖。一般地，波沿正、負(fù)兩方向傳播時(shí)，若向正、負(fù)方向傳播的時(shí)間之和等于周期的整數(shù)倍，則沿正、負(fù)兩方向傳播所得到的波形圖是相同的。波動(dòng)的雙向性經(jīng)常也是形成波動(dòng)問(wèn)題多解性的一個(gè)原因，應(yīng)給予充分考慮。
6、波動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性
波源的振動(dòng)，要帶動(dòng)它周?chē)c它相鄰的各介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)——在波動(dòng)圖象中只限于考慮坐標(biāo)軸的左右兩個(gè)方向，因而產(chǎn)生的波要向左、右兩個(gè)方向傳播。對(duì)稱(chēng)性就是指波在介質(zhì)中向左、右傳播時(shí)，關(guān)于波源對(duì)稱(chēng)的左、右兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全相同，形成的波形也是關(guān)于波源對(duì)稱(chēng)的。
1、波動(dòng)是大量質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的集體表現(xiàn)
正因?yàn)槿绱瞬▌?dòng)規(guī)律和振動(dòng)規(guī)律是互相補(bǔ)充的，例如在應(yīng)用時(shí)經(jīng)常要根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況來(lái)分析波動(dòng)情況。對(duì)于波動(dòng)的這一特征要明確兩點(diǎn)：
（1）、波的傳播過(guò)程實(shí)際上是前一質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的過(guò)程，因此介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)做的都是受迫振動(dòng)，它們的振動(dòng)頻率都與波源的頻率相同，也就是波動(dòng)的頻率。
（2）、波在傳播過(guò)程中實(shí)際上傳播的是波源的振動(dòng)能量和振動(dòng)形式，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只是在自己的平衡位置附近來(lái)回振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波遷移。
2、波動(dòng)的位相關(guān)系
沿波的傳播方向，先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，因此振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位相依次落后。波動(dòng)的這一特征，是我們推斷波形、波傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向三者相互關(guān)系的依據(jù)，已知其中兩者就可推知第三者。中學(xué)物理中有許多這類(lèi)問(wèn)題及判斷方法，應(yīng)注意總結(jié)。
3、波動(dòng)的平移法則
波一旦形成，就會(huì)保持這個(gè)確定的形狀，以恒定的速度（波速）整體向前勻速平移，同時(shí)也包括波源的振動(dòng)狀態(tài)不變地勻速向外平移。把握這一特征十分重要，我們可根據(jù)某一時(shí)刻的波形圖，結(jié)合勻速運(yùn)動(dòng)的位移公式 s = v t ，來(lái)確定任一時(shí)刻的波形圖，以及分析某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況。
4、波動(dòng)的周期性
波動(dòng)的周期性體現(xiàn)在兩個(gè)方面：從時(shí)間上看，每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的時(shí)間，波形重復(fù)出現(xiàn)一次；從空間上看，沿波傳播方向每經(jīng)過(guò)一個(gè)波長(zhǎng)的距離，波形也重復(fù)出現(xiàn)一次。這兩個(gè)方面是統(tǒng)一的，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期 T 的時(shí)間，波傳播一個(gè)波長(zhǎng)λ的距離；波速 v，波長(zhǎng)λ和周期 T 的關(guān)系為 。
根據(jù)波的這一特征，當(dāng)波在介質(zhì)中的傳播時(shí)間 t 為周期 T 的整數(shù)倍時(shí)，波的傳播距離也是波長(zhǎng)的整數(shù)倍，波形與原來(lái)的重合。如果經(jīng)過(guò)的時(shí)間 t ，波傳播距離 x，不是 T 和λ的整數(shù)倍，即 （其中 n =0、1、2……，0＜Δn＜1），則只需將原波形沿波傳播方向平移Δnλ，就可得到下一時(shí)刻的波形圖，這就是所謂的“去整留零”。也正因?yàn)椴▌?dòng)的這種周期性，使得波動(dòng)問(wèn)題經(jīng)常具有多解性，并成為此類(lèi)問(wèn)題的特色。
5、波動(dòng)的雙向性
波在介質(zhì)可向各個(gè)方向傳播，但在波動(dòng)圖象中波的傳播只限于坐標(biāo)軸的正、負(fù)兩個(gè)方向。當(dāng)波的傳播方向未知時(shí)，要考慮到波的傳播方向可能沿正方向、也可能沿負(fù)方向。如上面的問(wèn)題中將原波形沿相反方向平移（1－Δn）λ的距離，也可得到同樣的波形圖。一般地，波沿正、負(fù)兩方向傳播時(shí)，若向正、負(fù)方向傳播的時(shí)間之和等于周期的整數(shù)倍，則沿正、負(fù)兩方向傳播所得到的波形圖是相同的。波動(dòng)的雙向性經(jīng)常也是形成波動(dòng)問(wèn)題多解性的一個(gè)原因，應(yīng)給予充分考慮。
6、波動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性
波源的振動(dòng)，要帶動(dòng)它周?chē)c它相鄰的各介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)——在波動(dòng)圖象中只限于考慮坐標(biāo)軸的左右兩個(gè)方向，因而產(chǎn)生的波要向左、右兩個(gè)方向傳播。對(duì)稱(chēng)性就是指波在介質(zhì)中向左、右傳播時(shí)，關(guān)于波源對(duì)稱(chēng)的左、右兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全相同，形成的波形也是關(guān)于波源對(duì)稱(chēng)的。