【2017年整理】物理学10波动.ppt

第十章 波动;具体计算能力包括： 理解描述简谐波的各物理量的意义及各量间的关系 理解波函数的物理意义，掌握由已知质点的简谐运动方程得出平面简谐波的波函数的方法 理解波的能量传播特征及能流、能流密度概念 了解惠更斯原理和波的叠加原理.理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件 ;O;二、平面简谐波的波函数; 波不仅是振动状态的传播，而且也是伴随着振动能量的传播。;一、波的能量和能量密度;杨氏模量;弹性势能;讨 论;;能流:单位时间内通过介质中 某一截面的能量。;例 试证明在均匀不吸收能量的媒质中传播的平面波在行进方向上振幅不变，球面波的振幅与离波源的距离成反比。;所以振幅与离波源的距离成反比。如果距波源单位距离的振幅为A则距波源r 处的振幅为A/r;三、波的吸收;*四、声压、声强和声强级;引起人听觉的声波有频率范围和声强范围;5-4 惠更斯原理 波的叠加和干涉;平面波;*应用惠更斯原理证明波的反射和折射定律;二、波的叠加 ; 两列波若频率相同、振动方向相同、在相遇点的位相相同或位相差恒定，则合成波场中会出现某些点的振动始终加强，另一点的振动始终减弱（或完全抵消），这种现象称为波的干涉。;传播到p点引起的振动分别为： ;其中：;相长干涉的条件：;当两相干波源为同相波源时，相干条件写为;例题 位于A、B两点的两个波源，振幅相等，频率都是100赫兹，相位差为?，其A、B相距30米，波速为400米/秒，求:A、B连线之间因相干干涉而静止的各点的位置。;B点的振动方程 :;相干相消的点需满足：;5-5 驻波;函数不满足;1、波腹与波节 驻波振幅分布特点;相邻波腹间的距离为：;2、驻波的位相的分布特点;当波从波疏媒质垂直入射到波密媒质界面上反射时，有半波损失，形成的驻波在界面处是波节。;在绳长为l 的绳上形成驻波的波长必须满足下列条件：; 两端固定的弦，当距一端某点受击而振动时，该点为波节的那些模式（对应于 k 次，2 k 次…...谐频)就不出现，使演奏的音色更优美。 ;5-6 多普勒效应 *冲击波;规定; 若观察者以速度vB远离波源运动，观察???接受到的频率为波源频率的 倍。;2、观察者不动，波源以速度vS 相对于介质运动;3、波源和观察者同时相对于介质运动;电磁波的多普勒效应;*二、冲击波;*5-7 色散 波包 群速度;三、群速度;两列波叠加后;包络线移动的速度即群速度为;*5-8 非线性波 孤波; 1895年，数学家科特维格与德佛里斯导出了有名的浅水波的KdV方程，才使孤波得到稳定解。;孤波在传播过程中的特性：