2021年成人高考物理必背知識點(diǎn)：機(jī)械振動和機(jī)械波

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機(jī)械振動和機(jī)械波

1.波動圖像:表示波的傳播方向上，介質(zhì)中的各個質(zhì)點(diǎn)在同一時刻相對平衡位置的位移.當(dāng)波源作簡諧運(yùn)動時，它在介質(zhì)中形成簡諧波，其波動圖像為正弦或余弦曲線.

(1)由波的圖像可獲取的信息

①從圖像可以直接讀出振幅(注意單位).②從圖像可以直接讀出波長(注意單位).

③可求任一點(diǎn)在該時刻相對平衡位置的位移(包括大小和方向)

④在波速方向已知(或已知波源方位)時可確定各質(zhì)點(diǎn)在該時刻的振動方向.⑤可以確定各質(zhì)點(diǎn)振動的加速度方向(加速度總是指向平衡位置)

(2)波動圖像與振動圖像的比較：

2.波動問題多解性

波的傳播過程中時間上的周期性、空間上的周期性以及傳播方向上的雙向性是導(dǎo)致“波動問題多解性”的主要原因.若題目假設(shè)一定的條件，可使無限系列解轉(zhuǎn)化為有限或惟一解

3.波的衍射

波在傳播過程中偏離直線傳播，繞過障礙物的現(xiàn)象.衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯與不明顯的差異.波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是:障礙物(或小孔)的尺寸比波的波長小或能夠與波長差不多.

4.波的疊加

幾列波相遇時，每列波能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾，只是在重疊的區(qū)域里，任一質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波分別引起的位移的矢量和.兩列波相遇前、相遇過程中、相遇后，各自的運(yùn)動狀態(tài)不發(fā)生任何變化，這是波的獨(dú)立性原理.

5.波的干涉:

頻率相同的兩列波疊加，某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象，叫波的干涉.產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件:兩列波的頻率相同，振動情況穩(wěn)定.

[注意]①干涉時，振動加強(qiáng)區(qū)域或振動減弱區(qū)域的空間位置是不變的，加強(qiáng)區(qū)域中心質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之和，減弱區(qū)域中心質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之差.

②兩列波在空間相遇發(fā)生干涉，兩列波的波峰相遇點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，波峰和波谷的相遇點(diǎn)是減弱的點(diǎn)，加強(qiáng)的點(diǎn)只是振幅大了，并非任一時刻的位移都大;減弱的點(diǎn)只是振幅小了，也并非任一時刻的位移都最小.

如圖若S1、S2為振動方向同步的相干波源，當(dāng)PS1-PS2=nλ時，振動加強(qiáng);當(dāng)PS1-PS2=(2n+1)λ/2時，振動減弱。

6.聲波

(1)空氣中的聲波是縱波，傳播速度為340m/s.

(2)能夠引起人耳感覺的聲波頻率范圍是:20～20000Hz.

(3)超聲波:頻率高于20000Hz的聲波.

①超聲波的重要性質(zhì)有:波長短，不容易發(fā)生衍射，基本上能直線傳播，因此可以使能量定向集中傳播;穿透能力強(qiáng).

②對超聲波的利用:用聲納探測潛艇、魚群，探察金屬內(nèi)部的缺陷;利用超聲波碎石治療膽結(jié)石、腎結(jié)石等;利用“B超”探察人體內(nèi)病變.

7.多普勒效應(yīng):由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象.其特點(diǎn)是:當(dāng)波源與觀察者有相對運(yùn)動，兩者相互接近時，觀察者接收到的頻率增大;兩者相互遠(yuǎn)離時，觀察者接收到的頻率減小.

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