第十二部分_机械波.ppt

注意：上述结论在光的干涉、衍射中有重要应用. 31 2.)减弱条件 若 A1=A2 , 则 A= ? A1 -A2 ? = 0 若两相干波源 S1和 S2 的初位相相同，即 ?2=?1 且令 ? = r2 - r1 (? 称为波程差)， Imin= 0 则： 减弱条件 加强条件 (k =0, 1, 2, 3, …) 例题1：已知相干波源s1比 s2的位相超前?/2，每列波在二者连线上各点的强度均为I0 ，分别求图中p和p’点合成波的强度. . p 。 。 s2 s1 r2 r1 3?/4 . p s2 s1 。 。 3?/4 r2 r1 P点： 32 P点： *波的衍射： 波在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物的边缘而传播的现象. (演示1) (演示2) 33 波腹 波节 o A -A y x o x y 2A -2A 12-6 驻波 u u 一、驻波： 两列振幅相同、相向传播的相干波叠加形成的波. (Standing Wave) 34 (演示) 设x = 0处两振动初位相均为0 (为讨论方便)，则： 沿X轴正向的波 沿X轴负向的波 合振动 二、物理意义： 1. x 点的质元作振幅为 的简谐振动； 35 3. 因为振动因子cos?t中没有位置坐标 x，表明没有位相的传播，所以称之为“驻波”. 2. 同一时刻，凡 为正值的各质元的位 相都相同； 凡为负值的各质元的位相也都相同. 三、波腹和波节的位置： 波腹处 波节处 36 * 第四篇 第十二章 机械波 赵存虎 编制： 基本要求 1. 掌握机械波产生、传播的机理及平面简谐波的表达式，并会运用； 2.掌握波的能量和能流密度，并会运用； 3.掌握惠更斯原理、波的干涉、驻波表达式，并会运用； 4.基本理解多普勒效应的机理. 1 第十二章 机械波 2 §12-1 机械波的产生和传播 §12-2 平面简谐波的波动表达式 §12-3 波的能量 能流密度 §12-4 惠更斯原理 §12-5 波的干涉 §12-6 驻波 §12-7 多普勒效应 (Mechanical Waves) 振动在空间的传播过程叫做波动. 机械波,电磁波 , … §12-1 机械波的产生和传播 一、机械波产生的条件 波源—振动物体; 二、横波和纵波的传播过程 媒质—传播振动的弹性物质. 3 (演示) (The Mechanical Wave Gives Rise To and Transmission ) 横波——质点的振动方向与波的传播方向垂直 纵波——质点的振动方向与波的传播方向平行 三、机械波的传播机理: (演示) (演示) (2)某时刻某质元的振动状态将在较晚时刻于“下游”某处出现——波是振动状态的传播. (1)波的传播不是媒质质元的运输，而是“上游”的质元依次带动“下游”的质元振动; 四、波面 波线 波面：任意时刻由振动位相相同的质点所组成的 曲面，称为波面；最前面的波面称为波前. (几何描述法) 波线：波的传播方向，称为波线 . 4 5 平面波 球面波 波面 波线 波前 1、波速u：在波的传播过程中，单位时间内振 动位相在媒质中所传播的距离. 五、描述机械波的物理量 波速u又称相速度(位相传播的速度) 波速决定于媒质的密度和弹性摸量 (1) 弹性绳上横波的速度 绳的初始张力 绳的线密度 6 (2) 固体棒中纵波的速度 体密度 杨氏弹性模量 l0 l0 + ? l 长变 F F S为横截面积 (3) 固体中横波的速度 切变 F切 切变弹性模量 体密度 ∵G Y, 固体中 ｕ横波ｕ纵波.(地震波) ∵ (4) 流体中声波的速度 容变弹性模量 无声波时的流体密度 V p p p p 容变 V-?V 理想气体波速: 2、波长 周期 频率 7 8 u t时刻 o X Y A -A ? (1)波长? 质元一次全振动，位相 在媒质中传播的距离为 一个波长?； (2)波的周期T 和 频率? 频率? ：单位时间内传过媒质中某点完整波的个数. 周期T ：传播一个完整波所用的时间； 波的周期和频率等于波源振动的周期和频率. T=1/ ? ?= uT u= ?? 即波形图中两相邻同位相点之间的距离. §12-2 平面简谐波的波动表达式 媒质中各质元的振动位移与该质元位置及时间的函数关系式. (也称波动方程)