机械振动在连续介质内的传播形成机械波复习进程.ppt

《机械振动在连续介质内的传播形成机械波复习进程.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、机械振动在连续介质内的传播形成机械波球面波波线波阵面波线波阵面平面波机械波的速度决定于媒质的弹性和密度(参见:p349-350)波速v:波阵面沿波线的推进速度（相位传播）1.3波速、波长和频率的关系波长λ:同一波线上两个相邻的振动步调相同点之间的距离(如图9-5所示,p348)频率ν:质点振动的频率§2简谐波的运动方程考虑到:Pxv固定t,(t=t0)由从几方面讨论1.波形曲线t一定x1x2P1P2固定x,(x=x0)2.振动曲线x一定3.不同时刻的波形曲线yxoxv若沿x负向传播:表达式还反映了波的时间、空间双重周期性T时间周期性空间周期性注:例9.1;9.2(p354)例题1、已知t

2、=0时的波形曲线为Ⅰ，波沿ox方向传播，经t=1/2s后波形变为曲线Ⅱ。已知波的周期T>1s，试根据图中绘出的条件求出波的表达式，并求A点的振动方程。解：波速：y(cm)x(cm)123456ⅠⅡoA原点振动：初始条件：y(cm)x(cm)123456ⅠⅡoA波动方程：A点振动方程：法二：A点振动式：初始条件：波动式：y(cm)x(cm)123456ⅠⅡoA例题2、一平面简谐波在介质中以速度v=20m/s，沿x轴的负向传播。已知A点的振动方程为y=3cos4t，则（1）以A点为坐标原点求波动式；（2）以距A点5m处的B为坐标原点求波动式。y′解：AxyBuB点振动式：波动式：例题3、有一

3、平面简谐波沿x轴方向传播，在距反射面B为L处的振动规律为y=Acost，设波速为v，反射时无半波损失，求入射波和反射波的波动式。x解：入射波波动式：v反射波波动式：oBxLvy3.1波的能量oxAB设§3波的能量和能流对于平面简谐波单位体积中的机械能3.2能流和能流密度单位时间内通过截面的波动能量称为能流单位时间内通过单位垂直截面的波动能量称为能流密度波的强度声波　声强级频率范围声强级单位：贝尔（bel）分贝(dB）声波,超声波，次声波例9.3(p360)波动传到的各点都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻，这些子波波阵面的包迹就决定新的波阵面。§4惠更斯原理、波的反射与折射4.1

4、惠更斯原理4.2波在均匀介质中的传播--------波的直线传播4.3波的反射、折射荷兰物理学家(1629-1695)5.1波的叠加原理1、波传播的独立性原理：若干列波在传播过程中相遇，每列波仍将保持其原有的振动特性（频率，波长，振幅，振动方向），不受其它波的影响。2、波的叠加原理：在相遇区域内，任一质点振动的位移是各列波单独存在时在该点引起的位移的矢量和。波传播时的独立性叠加原理§5波的叠加原理波的干涉驻波振动叠加发生在单一质点上波的叠加发生在波的相叠区域波动方程的线性决定了波服从叠加原理波的强度过大非线性波叠加原理不成立★电磁波麦可斯韦方程组的四个方程都是线性的,如果光波在媒质中传

5、播时弱光媒质可看作线性媒质强光媒质非线性,波的叠加原理不成立也是线性关系------解满足叠加原理。5.2波的干涉１.相干条件频率相同，振动方向相同，相位差恒定两相干波在空间相遇，某些点的振动始终加强另一些点的振动始终减弱，即出现干涉现象。设S1S2P其中设当当相长相消例4、两相干机械波，振源相位差p的奇数倍，在p点相遇，若波程差为半波长的偶数倍问p点是加强还是减弱？解:振动减弱例9.4(p367)例5、两相干波源P、Q，初相相同相同振幅，R为PQ连线上任一点，求R点振动的振幅PQR解:减弱例题6、AB为两相干波源，振幅均为5cm，频率为100Hz，波速为10m/s。A点为波峰时，B点恰为

6、波谷，试确定两列波在P点干涉的结果。解：15mABP20m设A比B超前反位相P点静止例题7、两相干波源S1和S2的间距为d=30m，且都在x轴上，S1位于原点O。设由两波源分别发出两列波沿x轴传播，强度保持不变。x1=9m和x2=12m处的两点是相邻的两个因干涉而静止的点。求两波长和两波源间最小位相差。解：OS1S2x1x2dx设S1和S2的振动位相分别为：x1点的振动位相差：oS1S2x1x2dxx2点的振动位相差：（2）由（1）式k=-2，-3时位相差最小5.3驻波当两列振幅相同，频率相同，振动方向相同的波以相反方向传播时，叠加形成驻波。1.演示：2.表达式设x波节波幅３.　振幅波腹

7、腹－腹波节节－节腹－节４.相位作振幅为的简谐振动两相邻波节之间的质元相位相同每一波节两侧各质元相位相反５.能量波节只有势能，波腹只有动能当所有各点达到最大位移，全部能量为势能当所有各点达到平衡位置，全部能量为动能经1/4T，波节附近势能转化为波腹附近动能此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢