大学物理振动和波.ppt

大学物理振动和波演示文稿;大学物理振动和波;§1-1简谐振动

§1-2简谐振动的合成

§1-3简谐波

§1-4波的叠加和干涉;*;*;*;*;*;*;曲线描述;*;*;*;2.角谐振动(定轴转动/小角摆动);*;简谐振动的判据;例：如图,宽阔水面上的柱形浮体,质量m,水平截面面积为S,平衡时吃水深度h.

试证明它作简谐振动.;*;*;*;*;*;常数和的确定;曲线描述;四.谐振系统的能量;谐振系统中动能、势能间的关系如右图：;*;例1：简谐振动物体的位移为振幅的一半时，其动能和势能之比为：;例2:竖直弹簧谐振子,平衡后用恒力F向下拉0.5m,撤去F,此时t=0,已知:k=200N/m,m=4.0kg,F=100N,S=0.5m,求振动方程.;能量守恒;例3:光滑U型管内装水银,密度为?.管截面为S,使水银偏离平衡位置后任其自由振动.求其往复振动的周期T.;五.谐振动的旋转矢量表示;;;（旋转矢量旋转一周所需的时间）;旋转矢量表示的优越性;;;;例1如图所示，一轻弹簧的右端连着一物体，弹簧的劲度系数，物体的质量.

（1）把物体从平衡位置向右拉到处停下后再释放，求简谐运动方程；;;;解;例2一质量为的物体作简谐运动，其振幅为，周期为，起始时刻物体在;;;;;阻尼振动;*;受迫振动;共振;1-2.简谐振动的合成;;二.同方向不同频率的谐振动的合成;*;三.相互垂直的谐振动的合成

1.同频率;用旋转矢量描绘振动合成图;;2.不同频率;;谐振分析（频谱分析）

一个周期性振动可分解为一系列频率分立的简谐振动;*;一个非周期性振动可分解为无限多个频率连续变化的简谐振动;波?某处的扰动以特定规律在空间传播;;;横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波.;纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波.;水表面的波既非横波又非纵波;;;球面波、柱面波、平面波:;二.波函数(波方程);线性无吸收媒质中的平面简谐波;若t时刻x0处有;注意:;波动方程的一般形式(线性无吸收媒质):;例:一平面简谐波在媒质中以u=20m?s-1的速度沿直线传播，已知传播路径上某点A的振动方程为y=3cos4?t，如下图所示。;解：已知u=20m/s,?=2s-1,?=u/?=10m

A点的振动方程为y=3cos4?t;(3)??别将xC=-8m,xD=14m代入B点为原点的波函数，得到C点和D点的振动方程为;例:如图,已知两个不同时刻的波形曲线,试确定其传播方向.;x(m);图中处最大,故该点振动方程为:;(2)求时的波形;(3)求处质元的振动曲线;;1.能量密度（单位体积媒质中波的能量）;能流、能流密度;3.各向同性均匀无吸收媒质中波的振幅变化;4.波的吸收;在弹性介质中传播的机械纵波，一般统称为声波.;贝尔（B）;声源;一.惠更斯原理;二.波的衍射(绕射);波的折射定律:;一.波的叠加原理;1.波的相干条件;波程差：;P点相遇，质点的合振动方程：;波的强度?A2;从能量上看，两波干涉时，在两波交叠区域，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、空间上强弱周期性相间的分布。;一.驻波的波函数;;良好的反射面可使反射波和入射波振幅几乎相等，在这种情况下，反射波和入射波叠加形成驻波;;当波从波密介质垂直入射到波疏介质，被反射到波密介质时形成波腹.入射波与反射波在此处的相位时时相同，即反射波在分界处不产生相位跃变.;有半波损失的反射也称为固定端反射，反射面处为波节;五.多普勒效应;二.R静止,;谢谢大家！