第九章 機械波　　一、機械波的產生和傳播（識記）
　　波的定義：波是指一個過程，也就是振動的傳播過程。
　　機械波：是機械振動在彈性介質內的傳播過程。
　　電磁波是電磁場的振動在真空或介質內的傳播過程。
　　這兩類波性質是不同的。
　　橫波：質點的振動方向與波動的傳播方向相垂直的波。
　　縱波：質點的振動方向與波動的傳播方向相同的波。
　　水面波既不是純粹的橫波也不是純粹的縱波。
　　表示波的幾個參量：（明確其相互關系）
　　波速：是單位時間內振動狀態傳播的距離，用v表示。它與振動速度是不同的。
　　波長：同一波線上一個完整波形的長度，用λ表示。
　　波的頻率：與質點振動的頻率是同一個參量，用ν表示，頻率的倒數就是波的周期，與質點的振動周期是同一個量，用T表示，則T=1/ν。
　　波速與頻率及波長之間的關系：
　　v=λ/T=νλ
　　即：波速等于頻率和波長的乘積，這是波速、波長、周期或頻率的重要基本關系。
　　二、簡諧波的運動方程（領會）
　　簡諧振動在介質中傳播而形成的波叫簡諧波。要領會簡諧行波的幾個表達式的含義：
　　y=Acosω（t±Δt'）=Acosω（t± x/v）
　　根據ω=2πν=2π/T 及v=νλ可得下列形式的方程（正負號表示波動沿x軸負向或正向運動時所用的符號）
　　y=Acos2π（νt±x/λ）
　　=Acos2π（t/T±x/λ）
　　=Acos2π（vt±x）/λ
　　1.當表達式中t為常量時，則位移y表示在給定刻波線上各質點的振動位移，這時的波形曲線相當于在t時刻的一張快照。這時波線上任意兩點間的相位差就是：
　　Δφ=2π（x2x1）/λ （其中的負號表示沿x方向上后一點的相位落后與前一點的相位）
　　2.當x給定時，y將只是t的函數，表示離原點距離為x的質點在不同時刻的振動位移。實際上是表示給定點的振動情況。作出的曲線則是該質點的振動曲線。
　　3.當x，t都變化時，則運動方程就表示了波形的傳播。它表示在t1時刻，x處的振動位移到t1+Δt時刻已傳播到x+vΔt）處，前一時刻前一個振動位移和后一時刻后一個振動位移是相同的，可見波在這段時間Δt里移動（傳播）了一段距離Δx.
　　這里要能夠根據Δφ=2π（x2x1）/λ求解行波中兩點間距離與相位差的關系。
　　三、波的能量、能流（識記）
　　波是振動狀態的傳播過程也是能量的傳播過程。在波的傳播過程中，任一質元在任何時刻或任何振動狀態下，動能和勢能是相等而且是同步變化的，即動能達最大值時勢能也大最大值。其總機械能是隨時間變化的，在零與最大值之間作周期性變化。
　　這種能量關系與簡諧振動的能量關系是完全不同的，無阻尼簡諧振動的情況是動能量大時勢能量小，反之亦然，總機械能是守恒的。
　　波的能量通常用波在一個時間周期內的平均能量密度來表示，機械波的平均能量能量密度與振幅的平方、頻率的平方及介質密度成正比，與時間、空間無關。
　　能流：是指單位時間內通過介質中某面積S的能量。這是一個標量。
　　能流密度（波的強度）：是指通過垂直于波動傳播方向的單位面積的平均能流。用I表示，它是一個矢量。也就是說，當波線的方向不同時，它的強度也不同，比如波的折射，折射前后的平均能流是相等的，但是入射波的強度和折射波的強度是不同的，因為它們的波陣面大小與波的方向都發生了改變。
　　四、惠更斯原理、波的反射與折射（領會）
　　惠更斯原理的內容是：介質中波到達的各點都可以看作是發射子波的波源，在以后任一時刻，這些子波的包跡就是新的波陣面。（惠更斯原理解釋反射與折射）
　　五、波的疊加原理、波的干涉、駐波（識記）
　　當不同波源產生的波在同一介質中傳播時，各波在相遇后保持原有的特性（頻率、波長、振動方向）不變，這就是波傳播的獨立性。在各波的重疊區內，任一時刻，質點的振動位移是各個波單獨存在時在該點引起的振動位移的矢量和，這就是波的疊加原理。
　　波的干涉不是簡單的兩個或多個波的疊加，它的產生有幾個條件：
　　頻率相同、振動方向相同，波源初相位差恒定或初相位差為零。這幾個條件缺一不可。
　　波在干涉時，若兩振動在交匯點P的相位差為π的偶數倍時，合振幅為最大，若相位差為π的奇數倍時，合振幅為最小。