大学物理第二版第六章.ppt

2. 能流密度 u△t s 在单位时间内通过一垂直截面的 波动能量称为能流： 一个周期中的平均能流： 单位时间通过与波的传播方向垂直的单位面积的平均能流称为能流密度，也叫波的强度： 三、平面波和球面波的振幅 1. 平面波 通过S1截面的能量也全部通过S2 平面波在介质不吸收的情况下, 振幅不变。 （不吸收能量） 2. 球面波 令 球面波的振幅在介质不吸收的情况下,随 r 增大而减小。 则球面简谐波的波函数为 （A0为离波源单位距离处波的振幅） 通过两个球面的波的平均能流相等: §6.4 惠更斯原理 波的干涉 一、惠更斯原理 介质中波振面上的各点，都可看作是发射子波的波源，其后的任一时刻这些子波的包迹就是新的波前。 已知某一时刻波前，可用几何方法决定下一时刻波前。 R1 R2 S1 S2 O 惠更斯原理解释衍射现象 二、叠加原理 波传播的独立性 叠加原理 当几列波在传播过程中在某一区域相遇后再行分开，各波的传播情况与未相遇一样，仍保持它们各自的频率、波长、振动方向等特性继续沿原来的传播方向前进。 在波相遇区域内，任一质点的振动，为各波单独存在时所引起的振动的合振动。 v1 v2 注意 波的叠加原理仅适用于线性波的问题 根据叠加原理可知，P 点处振动方程为 S1 S2 合振动的振幅 P P P 点处波的强度 三、波的干涉 相干条件: 频率相同、振动方向相同、相位差恒定。 相位差 当 干涉相长 当 干涉相消 空间任意点振动的情况分析 讨论 干涉相长 若 若 干涉相消 干涉相长 干涉相消 从能量上看，当两相干波发生干涉时，在两波交叠的区域，合成波在空间各处的强度并不等于两个分波强度之和，而是发生重新分布。这种新的强度分布是时间上稳定的、空间上强弱相间具有周期性的一种分布。 A、B 为两相干波源，距离为 30 m ，振幅相同，? 相同，初相差为? ,v = 400 m/s,　f =100 Hz 。 例 A、B 连线上因干涉而静止的各点位置。 求 解 B A P 30m （P 在A 左侧） （P 在B 右侧） (即在两侧干涉相长，不会出现静止点) r1 r2 P 在A、B 中间 干涉相消 (在 A，B 之间距离A 点为 r1 =1,3,5,…,29 m 处出现静止点) * 第6章 机械波 前 言 机械波 1、什么是波动？ 波动有机械波，电磁波，物质波。 振动的传播过程叫波动，波动也是一种运动形式。 2、波动具有的显著特点 具有时间和空间上的某种重复性。 3、各种形式波具有的共性： 有类似的波动方程； 都能产生反射、折射、干涉、衍射等波动现象： 前 言 都伴随着能量的传播； 本章内容： §6.1 机械波的产生与传播 §6.2 平面简谐波 §6.3 波的能量 §6.4 惠根斯原理 波的干涉 §6.5 驻波 §6.6 多普勒效应 第6章 机械波 条件 §6.1 机械波 一、 机械波产生的条件 二、横波和纵波 介质质点的振动方向与波传播方向相互垂直的波；如绳子上传播的波。 介质质点的振动方向和波传播方向相互平行的波；如空气中传播的声波。 波源：作机械振动的物体 ｛ 横波： 纵波： 机械波: 机械振动以一定速度在弹性介质中由近及远地传播出去，就形成机械波。 弹性介质：承担传播振动的物质 波的传播方向 特点：具有波峰和波谷 横波 质点的振动方向 纵波 波的传播方向 质点振动方向 特点：具有疏密相间的区域 静止 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 振动状态传至4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 振动状态传至7 振动状态传至10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1、波的形成过程（以横波为例） 振动状态 传至13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 结论 (1) 波动中各质点并不随波前进； (2) 各个质点的相位依次落后,波动是相位的传播； (3) 波动曲线与振动曲线不同。 y t o y x o 波动曲线 振动曲线 2、波传播的特点 (1)点波源完成一个周期的振动，就有一个完整的