大学物理第8章机械波2剖析.ppt

* 在某些特定条件下，在两列波的交汇处会呈现出明暗相间的稳定图象。 2. 波的干涉 ——最基本的波的叠加 （1）基本现象： S1 S2 * 在两波交汇处不同点，由于相差不同，某些点振动始终加强、另一些点振动始终减弱或相消。 （2）物理本质： 同频率、同方向（平行）、 相位差恒定。 （3） 相干条件： Video：波的干涉 ? ? S2 S1 r1 r2 · p * r1 r2 （4）相干波源： （5）相干波：由相干波源所激发 ● S1 ● S2 ● P 叠加结果： （6）干涉规律 由于波的强度I∝A2，所以合振动的强度为： 对空间不同的位置，都有恒定的 ，因而合强度在空间形成稳定的分布，即有干涉现象。 注意顺序！ * r1 r2 ●S1 ● S2 ● P 干涉加强的条件： 干涉减弱的条件： 当两相干波源为同相波源( ?10= ?20 )时，相干条件写为： 相长干涉 相消干涉 称δ为波程差。 * 例2 两相干波源 S1 、S2 相距 20m ，其谐振动的 ν ＝100 Hz ，A = 5 cm ，在同一均匀介质中以 u = 200 m/s 传播。已知S1的初相较S2的超前 π ，求S1、S2连线上 （2）S1、S2之间因干涉而静止的各点位置。 （1）S1 外侧各点的振幅； * 解（1） 选坐标系OX如图。 则 S1 外侧任一点P（x）处两分振动的相差为 又d=20m， 满足干涉相消条件 ∴合振幅A′=0. * x p （2） 设S1、S2 之间任一点P距S1为 x ，距S2为(d-x)，则该点处 为使干涉静止（相消），须有 即 x = 0，1，2 … 20 m处各点静止。 选坐标系OX如图。 * 例3. 位于A，B两点的两个波源，振幅相等，频率都是100Hz，相差为π，若A、B 相距30m，波速为400m/s ，求AB连线上二者之间叠加而静止的各点的位置。 * 解：考虑AB间距离A为x的一点，两波由A和B传到此点的相差为 n为整数，0x30m，所以有x=1,3,5···29m * 小结: 1.波的能量特点，能流、能流密度 2.掌握惠更斯原理,并会作图。 3.掌握波的干涉条件,会分析给定点的振动。 同频率、同方向（平行）、 相位差恒定。 （1） 相干条件： （2）干涉规律 干涉加强的条件： 干涉减弱的条件： 波的强度 * 作业:教材P197 8-8 8-9 练习：学习指导（振动和波）P87 一、16 17 18 19 20 二、34 35 36 37 38 39 40 三、58 59 60 五、65 * * （1）写出波线上某点x0 的振动方程； （2）建立坐标系； （3）在波线上任取一点x，并写出该点处质点的振动相对于x0 处质点落后或超前的时间： （4）将x0 处质点的振动表达式中的 t 加上或减去Δ t 即可。 即从振动落后或超前的角度考虑问题并求得波动方程。 或者：在相位里 加上或减去Δ? 即可。 上次课小结: 建立波动方程的一般步骤： * 写出波动方程。 * 由波动方程或波形图的标准形式，求出波的频率、周期、波速、波长……(必考内容！) * 例：一平面简谐波的波动方程为 y = 0.25cos(125 t -0.37x) （SI），其圆频率ω＝　　　　　，波速u＝　　　　，波长λ＝　　　　。 分析：由 比较，可得 与 * 第8章 机械波 §8.1 机械波的产生和传播 §8.2 平面简谐波 §8.3 波的能量 波的强度 §8.4 惠更斯原理 §8.5 波的叠加原理 波的干涉 驻波 §8.6 多普勒效应 §8.2.2 波动方程（自己看） §8.6 多普勒效应（自学） §8.3.3 声波、次声波和超声波（不要求） 注： * §8.3 波的能量 波的强度 一、波的能量 振动有能量，振动的传播将导致能量的传播。 搞清 以弹性棒中的简谐横波为例来分析 1. 媒质质元的动能、势能、总能量 任意 x 处一“质元”△V , 其质量△m=?△V, ?为密度。 y x o y x y =Acos? ( t-x /u) o u x x+?x 振动动能 ΔWk 形变势能 ΔWp ①媒质质元能量是如何变化的？ ②能量传播的规律如何？ y y+?y 而 动能为： * （3）波动质元中总能量：W