第十五次课 波的能量能流密度 波的干涉.ppt

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1、7.3波动能量的传播pW波的传播是能量的传播，传播过程中,介质中的质点由不动到动，具有动能,媒质形变具有势能.kW一波的能量1以固体棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播.振动动能xOxO2杨氏模量弹性势能xOxO3弹性势能xOxO4体积元的总机械能xOxO5讨论体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能均最大.体积元的位移最大时，三者均为零.(1)在波动传播的介质中，任一体积元的动能、势能、总机械能均随作周期性变化，且变化是同相位的.6(2)任一体积元都在不断地接收和放出能量，即不断地传播能量.任一体积元的机械能不守恒.波动是能量传递的一种方式

2、.xOxO7能量密度：单位体积介质中的波动能量平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值xOxO8二能流和能流密度能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量.平均能流：udtS9能流密度(波的强度)I:通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流.SuwP=udtS10例证明球面波的振幅与离开其波源的距离成反比，并求球面简谐波的波函数.证介质无吸收，通过两个球面的平均能流相等.即END11球面波平面波1、惠更斯原理：介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前.7.4惠更斯原理O12波的衍射水波的衍

3、射波在传播过程中遇到障碍物，能绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播.二波的衍射137.5波的干涉1波的叠加原理波传播的独立性：两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时相同，互不干扰.波的叠加性：在相遇区，任一质点的振动为二波单独在该点引起的振动的合成.14频率相同、振动方向平行、相位相同或相位差恒定的两列波相遇时，使某些地方振动始终加强，而使另一些地方振动始终减弱的现象，称为波的干涉现象.2波的干涉15波频率相同，振动方向相同，位相差恒定例水波干涉光波干涉某些点振动始终加强，另一些点振动始终减弱或完全抵消.(2)干涉现象满足干涉

4、条件的波称相干波.(1)干涉条件16波源振动点P的两个分振动(3)干涉现象的定量讨论*17定值*18合振幅最大当合振幅最小当位相差决定了合振幅的大小.干涉的位相差条件讨论19位相差加强减弱称为波程差（波走过的路程之差）则如果即相干波源S1、S2同位相20将合振幅加强、减弱的条件转化为干涉的波程差条件，则有当时（半波长偶数倍）合振幅最大当时（半波长奇数倍）合振幅最小干涉的波程差条件21例如图所示，A、B两点为同一介质中两相干波源.其振幅皆为5cm，频率皆为100Hz，但当点A为波峰时，点B恰为波谷.设波速为，试写出由A、B发出的两列波传到点P时

5、干涉的结果.15m20mABP22设A的相位较B超前点P合振幅解15m20mABP23例2两波源分别位于同一介质A和B处，振动方向相同，振幅相等，频率皆为100Hz，但A处波源比B处波源相位落后。若A、B相距10m，波速为4000m/s，试求由A、B之间连线上因干涉而静止的点。解建立所示的坐标系，任取一点x，则两波到该点的波程分别为O10mrArBBAx24两波相位差为25所以，因干涉而静止的点为因干涉而静止的点，满足干涉相消条件26