大学物理波的能量教程.pptVIP

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第三节 波的能量与能流 一 波的能量密度 1 波的传播过程也是能量的传播过程 2 波的传播过程媒质质元中的能量 x dx y y+dy 设质元横截面积为s,质量密度为ρ,则质元质量为: 质元因参与波动,动能为: x dx y y+dy 由波动方程: 由于质元有形变,所以质元中还有势能.由弹性势能公式有: 如果我们将弹性系数用杨氏弹性摸量来表示则有: 考虑到y是t和x的函数,上式该改为: 由波动方程: 所以 重要结论: 质元在参与波动的过程中,内部的动能和势能的变化是完全同相的. 质元的总机械能为: x y u 1 2 0 3 能量密度: 4 平均能量密度: 二 能流和能流密度 1 能流的定义:单位时间内垂直穿过某一个面积的能量,叫通过该面积的能流.能流可以通过能量密度进行计算. u ut s t时间内通过的能量为: 则能流P为: 能流也称为波的功率,也可以有平均能流. 2 能流密度的定义:单位时间内垂直穿过单位面积的能量,叫波的能流密度.用I表示. 简谐波的能流密度与平均能流密度 能流密度也是波的强度.

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