3.9 波动 2.ppt

1、机械波产生的条件(1) 波源; (2) 弹性介质. 波动是振动的传播过程;振动是激发波动的波源 2 2、、机械波动的特点波动的特点各质点只在各自的平衡位置附近振动; 各质点振动频率相同; 各个质点的相位依次落后,波动是相位的传播。 3、机械波有横波与纵波横波:各质点振动方向与波的传播方向垂直。纵波: 质点振动方向与波的传播方向互相平行交替出现密部和疏部,可在固体、液体和气体中传播交替出现波峰和波谷,只在固体中传播回顾?????T u 关系: Tu u????周期或频率只决定于波源的振动周期或频率只决定于波源的振动波速只决定于媒质的性质波速只决定于媒质的性质不同频率的同一类波在同一介质中波速相同波在不同介质中频率不变振动是描写一个质点振动。波动是描写一系列质点在作振动。 4、振动与波动的区别 5、波的传播速度、波长和波的周期 1) 波线 1) 1) 波线波线 2) 波面 2) 2) 波面波面 3) 波前 3) 3) 波前波前 6、波的几何描述惠更斯原理(1) 行进中的波面上任意一点都可看作是新的子波源; (3) 各个子波所形成的包络面,就是原波面在一定时间内所传播到的新波面。(2) 所有子波源各自向外发出许多子波; 7、平面简谐波: 振源作简谐振动,所有质元都做简谐振动。离振源很远的球面波或柱面波可视为平面波。描述点 O的振动 tAy O? cos ?)( cosu xtAy P???点P 的振动方程 8、平面简谐波的描述点P比点 O 落后的相位 Op??????? xπ2??u x Tu xx p?????????π2π2 ])(π2 cos[ ????λ xT tAy) cos( ????? kx tAy ])( cos[ ?????u xtAy波函数的几种形式])( 2 cos[ ??????x ut Ay 两波波程差 1221xxx???????? 21 1221 12π2π2 xxx???????两波相位差 9、两平面简谐波的比较 1、已知波函数求各物理量 2、已知各物理量求波函数 10 10****题类型****题类型 2 222 21t yux y?????波动方程例1 一平面简谐波以速度沿直线传播,波线上点 A 的简谐运动方程. s/m20 ?uty A)sπ4 cos( )m 10 3( 12???? 1)以A为坐标原点,写出波函数 m 10 ?? uT ?m 10 3 2???A ?T 0??)m 10 (π2 cos )m 10 3( 2xt y????])(π2 cos[ ????? xT tAyu ABCD 5m9mx o 8m ??? AB ABxx????π2 10 5π2 ???π?π? B?]π)sπ4 cos[( )m10 3( 1 2?????t y B]π)m10 (π2 cos[ )m10 3( 2?????xt y 2)以B为坐标原点,写出波函数 u A BCD 5m9mx o 8mty A)sπ4 cos( )m 10 3( 12???? 3)写出传播方向上点 C、点 D 的简谐运动方程 u ABCD 5m9mx o 8mty A)sπ4 cos( )m 10 3( 12????点 C 的相位比点 A 超前]π2)sπ4 cos[( )m 10 3( 12? AC ty C?????]π5 13 )sπ4 cos[( )m 10 3( 12?????t 点 D 的相位落后于点 A ]π5 9)sπ4 cos[( )m 10 3( 12?????t m 10 ??]π2)sπ4 cos[( )m10 3( 1 2? AD t y D?????4)分别求出 BC , CD 22 π2π2??????????? D C D Cxxu ABCD 5m9mx o 8mty A)sπ4 cos( )m 10 3( 12???? 8π2π2??????????? CBCBxx m 10 ?? 1. 波的能量当机械波在媒质中传播时,媒质中各质点均在其平衡位置附近振动,因而具有振动动能. 同时,介质发生弹性形变,因而具有弹性势能. 每个质元振动所具有的动能每个质元形变所具有的势能波动的过程实际是能量传递的过程。这是波动过程的一个重要特征。之和机械波的能量 波的能量 波的能量波的能量