驻波和多普勒效应ppt课件.ppt

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1、§10-5驻波第十章波动物理教研室李克轩10-5-1驻波的产生1、驻波——⑴没有波形传播——⑵弦上各点都作稳定的振动，但振幅不同波节：静止不动，振幅为零波腹：振动最强，振幅最大10-5-1驻波的产生1、驻波10-5-1驻波的产生2、驻波的产生——振幅、频率、传播速度都相同的两列相干波，在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成10-5-1驻波的产生各质点都在作同频率的简谐运动振幅因子与位置有关10-5-2驻波方程1、驻波方程合成波10-5-2驻波方程2、驻波方程的讨论⑴振幅随x而异，与时间无关波节：振幅最小

2、波腹：振幅最大10-5-2驻波方程2、驻波方程的讨论⑴振幅随x而异，与时间无关波节波节间距为波腹，波腹间距为10-5-2驻波方程2、驻波方程的讨论⑵相位分布的点的相位为的点的相位为波节两个波节之间的点其振动相位相同波节两侧点的相位相反，波节处产生的相位跃变10-5-2驻波方程10-5-3驻波的能量波腹波节位移最大时平衡位置时⑴平衡位置时动能最大⑵最大位移时势能最大势能集中在波节动能集中在波腹势能集中在波节能量在相邻的波腹（动能）和波节（势能）间往复变化驻波不能传递能量，驻波不是波动，而是特殊的振动波

3、疏波密10-5-4相位跃变1、波阻——描述介质性质，介质的密度和波速u乘积波阻较大的介质称为波密介质，较小的称为波疏介质形成波节，振幅为零波密波疏形成波腹2、相位跃变：反射波在分界处的相位较入射波跃变了——也称为半波损失条件：波从波疏介质垂直入射到波密介质10-5-4相位跃变——也称为半波损失10-5-5振动的简正模式1、两端固定的弦上形成驻波的条件弦振动的本征频率2、简正模式——由此频率决定的各种振动方式基频谐频10-5-5振动的简正模式3、系统究竟按那种模式振动，取决于初始条件两端固定的弦振动

4、的简正模式一端固定一端自由的弦振动的简正模式例题：二胡的简正模式码子千斤如图二胡弦长l0.3m,张力T9.4N,密度3.8104kgm1求：弦所发的声音的基频和谐频解：弦两端为固定点，是波节本征频率：波速：基频：谐频：例题：入射波和反射波形成的驻波入射波反射波已知：向右传播的平面简谐波在B点被垂直界面反射，设反射处有半波损失反射波的振幅近似等于入射波振幅求：（1）反射波的表达式；（2）驻波的表达式；（3）在原点O到反射点B之间各个波节和波腹的坐标入射波反射波求：（1）反射波的表达式；解

5、：关键是求反射波原点的初相位入射波的B点比O点落后：反射波的O点比B点落后：在反射处时，B点反射波比入射波落后相位反射波在坐标原点的相位比入射波落后：反射波方程：入射波反射波求：（1）反射波的表达式；解2：入射波在B点的振动方程反射波在B点的振动方程为坐标P点的振动比B点的振动相位落后反射波的表达式将代入例题：入射波和反射波形成的驻波由得波节坐标为由得波腹坐标为（2）求驻波的表达式（3）求波节和波腹的坐标§10-6多普勒效应第十章波动物理教研室李克轩10-6-1多普勒效应1、接收频率——单位时间内观

6、测者接收到的振动次数2、多普勒效应观察者接收到的频率依赖于波源或观察者运动的现象10-6-2波源不动，观察者相对介质运动由于观察者向波源运动，接受到的完整波数增加10-6-2波源不动，观察者相对介质运动若观察者以速度v0向着波源运动观察者测得波长观察者测得波速观察者测得频率频率升高若观察者以速度v0离开波源运动频率降低10-6-3观察者不动，波源相对介质运动10-6-3观察者不动，波源相对介质运动观察者相对介质不动，测得波速u观察者测得波长观察者测得频率波源靠近频率升高波源远离频率降低10-6-4波源

7、和观察者同时相对于介质运动接收频率波源频率波速观察者速度，靠近源动取正，远离取负波源速度，靠近观察者动取正，远离取负波源与观察者相互接近时，接收频率升高波源与观察者彼此分离时，接收频率降低10-6-5多普勒效应的应用1、交通测速仪，监测振动，跟踪等10-6-5多普勒效应的应用2、多普勒血流仪3、马赫波10-6-5多普勒效应的应用3、马赫波波源的速度超过波的速度波源前方没有任何波动产生能量集中在一个圆锥面上——冲击波称为马赫数，称为马赫角例题：多普勒效应利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为100

8、kHz的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率为110kHz。已知空气中的声速为330ms1，求车速。解：车为接收器车为波源车速§10-8声波、超声波、次声波第十章波动物理教研室李克轩10-8-1声波1、声波——能引起人类产生声音的感觉的机械波频率低于20赫兹高于20000赫兹次声波可听声波超声波2、声压——有无空气声波时的压强的差3、声强——声波的平均能流密度，单位10-8-1声波10-8-1声波4、声强