大学物理波动_学生.pptVIP

2.一端固定的驻波系统 能流密度的时间平均值 平面简谐波 平面简谐波 w u = ?u? 2A2sin2(? t-kx) 波的强度 S 平面简谐波沿 x 方向传播，媒质不吸收能量 S1 S2 球面波 声波—机械纵波 可闻声波 ?：20 Hz---20000Hz 次声波 ?： 20Hz 超声波 ?： 20000Hz 一、声压 媒质中有声波传播时的压力与无声波传播时的静压力之差 纵波—疏密波 稀疏区域：实际压力小于静压力，声压为负值 稠密区域：实际压力大于静压力，声压为正值 §5 声波与声强级 （声压的振幅） 二、声波的强度 §5 声波与声强级 三、 声强级 单位：贝尔（Bel） 单位： 分贝（dB） 人耳能忍受的最大声强 人耳有听觉的最小声强 引起听觉的声波的声强范围：10-12 w/m2?1 w/m2 标准声强 §5 声波与声强级 闹市车声 70分贝 响 通常说话 60分贝 正常 室内轻声收音机 40分贝 轻轻 耳语 20分贝 轻 树叶沙沙声 10分贝 极轻 四、超声波与次声波 超声波特点： 频率高、波长短、衍射不严重 1、定向传播特性 探测水中物体、 工件内部缺陷 、B超 2、穿透本领大 次声波特点： 频率低、能量损失少。 与地球、海洋及大气的大规模运动有关。如火山爆发、地震、大气湍流等都有次声波产生 §6 波的叠加 波的干涉与驻波 一、波的叠加原理 1、波的传播独立性：几个波相遇后，并不改变各自的原有 特征（波长、频率、振动方向）而继续向前传播。就好 象没有与其它波相遇一样。 2、在相遇区域内，任一质点的振动是这几个波单独在该点引 起的振动的合成。即任一时刻，各质点的位移是各波在该 点引起位移的矢量和。 二、波的干涉 （1）振动方向相同（不垂直） （2）频率相同 （3）相位差恒定 相干波 两个相干波发生干涉时， 振动加强（减弱）的条件？ 波的干涉：两列波在空间相遇，如果叠加的结果是有的地方的强度始终加强、有的地方的强度始终减弱，即强度在空间有一个稳定的分布。 相干波源 二、波的干涉 两个相干波发生干涉时，振动加强（减弱）的条件？ S1 S2 P S1： S2： 振动方向垂直于板面 到达P点的振动 S1 S2 P P点处质点的振移 对于空间确定一点， 是恒量，（不随时间改变）， A 也是恒 量。对于不同点，A随 而变化。 最大 干涉相长 最小 干涉相消 结论：（两波源同相） 两列相干波在空间迭加时，在波程差等于零或波长整数倍的各点，振幅最大（干涉相长）；在波程差等半波长的奇数倍的各点，振幅最小（干涉相消）。 两波源同相?1=?2 ?1=?2 ?1=?2 例 A、B为相干波源，同一媒质中 A为波峰时，B恰为波谷， 在媒质中波速 ，求两列波的波动方程及传到P点时的干涉结果。 A B P 15cm 20cm 解：A 波 以A为原点 A B P 15cm 20cm 解：B波 以B为原点 P点干涉的结果： P点因干涉而静止 三、驻波 条件：振幅相同，沿相反方向传播的两列相干波叠加。 驻波的形成 A 各点似作谐振动 但振幅不同 讨论 （1）振幅 波节 波腹 (2) 相位 在同一波节两侧的质点振动反相， （即同时沿反方向到达平衡位置。） * * 在相邻两波节之间（同一段上）的质点振动同相 驻波分段振动 讨论 （3）半波损失——入射波在反射时反生反相的现象 反射处是固定端，有半波损失，反射点为波节 反射处是自由端，无半波损失，反射点为波腹 波 密 媒 质： 波 疏 媒 质： 有半波损失 无半波损失 垂直 讨论 * * §1 波的基本概念 §2 简谐波 §3 波动方程与波速 §4 波的能量 §5 声波与声强级 §6 波的叠加 波的干涉与驻波 §7 多普勒效应 机械波：机械振动在媒质中的传播。 各种波的本质不同，具有不同的性质，但形式上具有相同特征和规律。 能量的传播、反射、 折射、干涉、衍射 电磁波：E(t) 、B(t) 在空间的传播。 波动：振动的传播（振动状态的传播） 弹性波——一群质点，以弹性力相联系。其中一个质点在外力作用下振动，引起其他质点也相继振动 媒质 波源 机械波的形成条件 波源 媒质 质元在自己的平衡位置 附近振动，并不迁移 § 1 波的基本概念 一、波的产生与传播 0