某汽車大學(xué)大學(xué)物理課ch7機(jī)械波(編輯修改稿)
2025-01-20 08:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 T2 T1 △ l △ y △ x u? 22 )()( yxl ??? ??其中 2/12 ])(1[xyx??? ?? ])(211[ 2xyx???? ?2)(21 xyxT ??? ?② Chang’ an University ])([sin21 0222 ????? ??? uxtxA 0t2)(21 tyxW k ??? ?? 2)(21 xTp ])(cos[ 0?? ??? uxtAy將 代入①、 ② 、 ③ ?2uT ?線元的機(jī)械能為 和 ③ pk WWW ??機(jī)械能 ?能量密度 （繩子的橫截面為 S ，體密度為 ρ） ),(])([sin 0222 txuxtAxS W ww ????? ?????平均能量密度 ?? T tT 0 d1 ww 2221 ??A?Chang’ an University (1) 在波的傳播過(guò)程中， 媒質(zhì)中任一質(zhì)元的動(dòng)能和勢(shì)能是同步變化的，即 Wk=Wp， 與簡(jiǎn)諧彈簧振子的振動(dòng)能量變化規(guī)律是不同的 . ? 討論 x y u?O A B 也最小最小 xy??,v 也最大最大 xy?,v(2) 質(zhì)元機(jī)械能隨 時(shí)空 周期性變化，表明質(zhì)元在波傳播過(guò)程中不斷吸收和放出能量； 因此， 波動(dòng)過(guò)程是能量的傳播過(guò)程 Chang’ an University 能流密度 在一個(gè)周期中的 平均能流 為 u?s u△ t ttSuP??w?uSw? uStPTPT w?? ?0 d1能流密度： 通過(guò)垂直于波線截面單位面積上的能流。 uSPJ w?? dd大?。? 方向： 波的傳播方向 uJ?? w?矢量表示式： 能流： 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò) 某一截面 的波動(dòng)能量為通過(guò)該面的能流 J?u?S Chang’ an University 波的 強(qiáng)度： 一個(gè)周期內(nèi)能流密度大小的平均值。 ww utTutJTJI TT ???? ?? 00 dd1uA 2221 ???2A? 平面波和球面波的振幅 ? 平面波 1S2Su?（介質(zhì) 不吸收能量 ） 21 PP ? 21 AA ?由 得 uSAuSSIP 2211111 21 ????? w uSAuSSI 2222222 21 ????? w這表明平面波在媒質(zhì)不吸收的情況下 , 振幅不變。 Chang’ an University ? 球面波 22221221 2121 uSAuSA ???? ?由 1S21r2r 22222121 π4 π4 rArA ??? 221 rAr ? 0],)(cos[),(0000 ????? rurrtrrAtry ??令 得 球面波的振幅在媒質(zhì)不吸收的情況下 ,隨 r 增大而減小 . 則 球面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)為 00 rAAr ?（ A0為離原點(diǎn)（波源） r0 距離處波的振幅） Chang’ an University 波的吸收 0I xIxO dx波在吸收媒質(zhì)中傳播時(shí) ,實(shí)驗(yàn)表明 Idxd??? xeII ??? 0? 為介質(zhì) 吸收系數(shù) ，與介質(zhì)的 性質(zhì)、溫度及波的頻率 有關(guān)。 I x I0 I0 xO I ?? ?? xI xII 0 dd0 ?應(yīng)用： ?增加吸收 ... ?減少吸收 ... Chang’ an University (1)已 知某一時(shí)刻的波前， (2) 可用幾何方法決定下 (3) 一時(shí)刻波面； ?說(shuō)明 R1 R2 S1 S2 O 1S2St tt ?? tur ?? 惠更斯原理 ? 惠更斯原理： 行進(jìn)中的波面上任意一點(diǎn)都 可看作是 新的子波源 ； 各個(gè)子波所形成的 包絡(luò) 所有子波源各自向外 發(fā)出許多子波； 面 ，就是原波面在一定時(shí)間內(nèi)所傳播到的新波面。 Chang’ an University B C i?A D E F u1 u2 u2△ t a 折射現(xiàn)象 衍射現(xiàn)象 (2) 亦適用于電磁波，非均勻和各向異性媒質(zhì)； (3) 解釋反射、折射、衍射現(xiàn)象； 2121sinsinuututui ?????由幾何關(guān)系知： (4) 不足之處（未涉及振幅，相位等的分布規(guī)律）。 Chang’ an University 波的干涉 ? 疊加原理 (1) 波傳播的獨(dú)立性 (2) 疊加原理 當(dāng)幾列波在傳播過(guò)程中在某一區(qū)域相遇后再行分開(kāi)，各波的傳播情況與未相遇一樣，仍保持它們各自的頻率、波長(zhǎng)、振動(dòng)方向等特性繼續(xù)沿原來(lái)的傳播方向前進(jìn)。 在波相遇區(qū)域內(nèi)，任
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