【种花家务·物理】1-15-08振动在物体中的传播『数理化自学丛书6677版』
【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的注解。
【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。
第十五章振动和波
【山话|| 本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿;功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤,如今是不允许的,力是不能使用公斤为单位的】
§15-8振动在物体中的传播
【01】以上讨论了物体的振动,现在我们要研究振动的传播,即研究关于波动(简称波)的一些问题。
【02】物体的某一部分发生振动时,由于这部分和它周围各部分有相互作用的弹力,因此周围各部分也要跟着振动。同样,周围各部分的振动又使较远的各部分也跟着振动。这样,由近及远,物体的这部分的振动就传播开去。所以振动在物体内不会局限在一个地方,而是要传播开去的。
【03】振动在它周围物体中的传播,叫做波动,或简称波。在波动过程中,传播的只是运动的形式——振动和振动的能量,而物质本身并没有传播。这一点很重要,可以从水波中清楚地观察到(图15·12)。往平静的水池里投下一块石子,水面就在石子落下去的地方凹下去;过了一会儿,凹下去的地方又凸起来,同时,在它的周围发现一个凹下去的圆环。再经过同样长的时间,石子落下去的地方又凹下去,而刚才凹下去的圆环又凸起来,并且在它的周围又形成一个凹下去的圆环。这样,就以石子落下去的地方为中心,凸凹两圆环交替地传播到整个水池中去。如果在水面上放一些树叶或草屑,我们可以看到这些树叶只是在它所在的水面上上下振动,而不移到别处去,这表明水的质点只是在原来的地方振动,并且把振动由近及远地传播到整个水池中去,但水的质点并不跟着向外传播【仔细观察水波,发现树叶不仅在原地方上下振动,也有一些移动,说明水波不是单纯的横波,而是比较复杂的】。

【04】把一根橡皮绳的一头固定,用手拿着另一头把它放平后上下振动。这样,就在振动的那一头先形成一个凸起的状态,然后又形成一个凹下去的状态。凸起的和凹下去的两个状态通过整个橡皮绳传到另一头(图15·13)。不断地摆动橡皮绳的这一头,于是一系列的凸起和凹下状态就在绳上移过去,这就是振动的传播,也就是波动。
