1、物理学专业必修课程数学物理方法Mathematical Method in Physics西北师范大学物理与电子工程学院1第一章 波动方程和行波法2引言1.1 弦振动方程1.2 行波法3数理方程(泛定方程)(三类)在物理学的研究中起着重要作用。如何从物理学的实际问题中导出数理方程呢?我们先从弦振动方程入手。引 言4基本步骤:1.建立坐标系(时间,空间)2.选择表征所研究过程的物理量 表征物理量的选择常常是建立一个新方程的起点。 (一个或几个)。数学模型物理模型53.寻找(猜测)物理过程所遵守的物理定律或物理公理 ;4.写出物理定律的表达式,即数学模型。6一 、 弦的横振动方程二 、 定解条件的
2、提出三 、 三类定解问题1.1 弦振动方程7一、 弦的横振动方程(均匀弦的微小横振动)演奏弦乐(二胡,提琴)的人用弓在弦上来回拉动,弓所接触的是弦的很小的一段,似乎只能引起这个小段的振动,实际上振动总是传播到整个弦,弦的各处都振动起来。振动如何传播呢?8实际问题:设有一根细长而柔软的弦 ,紧绷于 A, B两点之间,在平衡位置附近产生振幅极为微小的横振动(以某种方式激发,在同一平面内,弦上各点的振动方向相互平行,且与波的传播方向(弦的长度方向)垂直),求弦上各点的运动规律。1. 物理模型92. 分析弦是柔软的,即在放松的条件下,把弦弯成任意的形状,它都保持静止。绷紧后,相邻小段之间有拉力,这种拉力称为弦中的张力,张力沿线的切线方向。10