大学物理教学课件—（st）15.li机械波（23）.ppt

质元 dm(=?dV)的能量: ——以直棒中的简谐纵波为例?? dV kxtA????? 222 sin 2 1 kP dE dE? 2)(2 1v dm dE k?““同相等大同相等大””振动动能: 形变势能: ?? dV kxtA dE P????? 222 sin § 波波的的能能量量 1、平均能流: P 2、平均能流密度: S PI?——单位时间内通过某面积的平均能量——单位时间内通过单位面积的平均能量 uA 222 1 ??? kP dE dE dE???? dV kxtA????? 222 sin “能量不守恒”?质元 dm 的总能: 例1:平面简谐波在弹性媒质中传播,在某瞬时, 某质元正处于平衡位置,此时它的动能——,势能——(添最大或 0) 例2:机械波在媒质中传播中,当一媒质质元的振动动能的位相为?/2,则它的弹性势能的位相? 答案:最大,最大答案: (?/2) 1、 Huygens ’ principle ?媒质中波动传到的各点, 都可看作是发射子波的波源; 2、应用:确定波的传播方向, ?其后任一时刻, 这些子波的包络面决定新的波阵面???§ 1、波的迭加原理 2、波的干涉( interference of waves) ——相遇区任一点的位移, 单独,矢量合成定义:特殊的迭加, 稳定的强弱分布相干条件: 频率同, 振动方向同, 位相差恒定§ 波的迭加波的迭加解释: 波源 S 1,S 2,在P点产生的振动: ) 2 cos( 20 2 22???????rtAy ) 2 cos( 10 1 11???????rtAy?????????tAyyy P cos 21?? cos 2 21 22 21AAAAA???合振幅: 位相差: )( 2 12 10 20rr??????????(k=0, ?1,?2,…) S 1S 2 ?????????弱强,2 )12( , 12??k krrr?若? 10=? 20,则 1 2 A A A ? ?合 1 2 A A A ? ?合干涉加强、减弱条件: ?????弱强,)12( ,2??k k ?? cos 2 21 22 21AAAAA???r?????????? 2 10 203、驻波 1 ) 形成: ?, A, 振动方向相同, ??恒定,传播方向相反 2) 驻波方程: ) 2 cos( 2xtAy????? 0 20 10????设txAyyy??? cos ) 2 cos( 2 21????特殊的干涉; ) 2 cos( 1xtAy?????波节:A 最小, ,1| 2 cos |?x??4 )12( ???kx 节2 ???kx 腹txAy??? cos )]. 2 cos( 2[?驻波腹:A 最大, ,0| 2 cos |?x??3)波节与波腹相邻波节/腹间距: ?/2 4) 驻波特点: ?波形: “位相不传播”?能量: ?相位: 同一时刻,同段各质元振动位相同,相邻段位相反“波形不传播”分段振动((每段长?/2) ), 原地起伏变化, “能量不传播”