環(huán)保工程師2010年物理污染控制輔導(dǎo)資料十三

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機(jī)械波傳播方式與特點(diǎn)
    質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動
    機(jī)械波在傳播過程中,每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都只做上下(左右)的簡諧振動,即,質(zhì)點(diǎn)本身并不隨著機(jī)械波的傳播而前進(jìn),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(tài)下可看作做能量守恒的運(yùn)動。阻尼振動為能量逐漸損失的運(yùn)動。
    為了說明機(jī)械波在傳播時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的特點(diǎn),現(xiàn)以繩波為例進(jìn)行介紹,其他形式的機(jī)械波同理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(jìn)行一次抖動,就可以看見一個(gè)波形在繩子上傳播,如果連續(xù)不斷地進(jìn)行周期性上下抖動,就形成了繩波。
    把繩分成許多小部分,每一小部分都看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),相鄰兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間,有彈力的相互作用。第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在外力作用下振動后,就會帶動第二個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動,只是質(zhì)點(diǎn)二的振動比前者落后。這樣,前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動帶動后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動,依次帶動下去,振動也就發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播,從而形成了繩波。如果在繩子上任取一點(diǎn)系上紅布條,我們還可以發(fā)現(xiàn),紅布條只是在上下振動,并沒有隨波前進(jìn)。
    由此,我們可以發(fā)現(xiàn),介質(zhì)中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn),在波傳播時(shí),都只做簡諧振動(可以是上下,也可以是左右),機(jī)械波可以看成是一種運(yùn)動形式的傳播,質(zhì)點(diǎn)本身不會沿著波的傳播方向移動。
    對質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向的判定有很多方法,比如對比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動;還可以用“上坡下,下坡上”進(jìn)行判定,即沿著波的轉(zhuǎn)播方向,向上遠(yuǎn)離平衡位置的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動,向下遠(yuǎn)離平衡位置的質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動。