第二章 大学物理波动2PPT课件.ppt

1 波的叠加原理、驻波和多普勒效应 第二章 波动（2） 2 §2.1 机械波的形成和特征 §2.2 行波，简谐波 △§2.4 波动方程 △§2.3 物体的弹性变形 △§2.6 惠更斯原理 §2.5 波的能量 §2.7 波的叠加，驻波 △§2.8 多普勒效应 本章目录 3 知识回顾 简谐振动及其合成 平面简谐波和波函数 波的能量 4 水波通过窄缝 5 (有关波的传播方向的规律) 发射子波（次级波）的波源（点源）， 就是波在该时刻的新的波面。 的任一时刻， 媒质中任意波面上的各点， 都可看作是 这些子波面的包络面（包迹） 1. 原理的叙述 2. 原理的应用 已知 t 时刻的波面 t+t 时刻的波面， 从而可进一步给出波的传播方向。 其后 §2.6 惠更斯原理（Huygens principle） 8 水波通过窄缝时的衍射 9 4. 波的反射和折射（reflection refraction） △1.波的反射（书 P 74） 2.波的折射： 用惠更斯作图法导出折射定律 —— 折射定律 得到 10 1、波的叠加原理 (superposition principle of waves) §2.7 波的叠加 驻波 （仍可辨出不同乐器的音色、旋律） ▲ 红、绿光束空间交叉相遇 （红仍是红、绿仍是绿） （仍能分别接收不同的电台广播） ▲ 听乐队演奏 ▲ 空中无线电波很多 现象： 11 二、波的叠加 1、波的叠加原理 (superposition principle of waves) 12 1、波的叠加原理 (superposition principle of waves) 几列波同时通过同一媒质时，可以保持各自的特点: 如：方向、振幅、波长、频率 §2.7 波的叠加 驻波 （波传播的独立性原理） 13 二、波的叠加 1、波的叠加原理 (superposition principle of waves) 14 二、波的叠加 1、波的叠加原理 (superposition principle of waves) 15 1、波的叠加原理 (superposition principle of waves) (2) 各列波在相遇处会引起振动的合成。 §2.7 波的叠加 驻波 16 1、波的叠加原理 (superposition principle of waves) 每列波传播时，不会因与其它波相遇而改变自己原有的特性(传播方向、振动方向、频率、波长等）。在几列波相遇的区域中，质点的振动是各列波单独传播时在该点引起的振动的合成。 §2.7 波的叠加 驻波 17 2 波的干涉 波叠加时在空间出现稳定的振动加强和减 弱的分布叫波的干涉。 18 的两个波源称相干波源，它们发出的波叫相干波 （1）振动方向相同 （2）频率相同 （3）相位差恒定 满足： 19 第一波源 第二波源 1). 相干波的干涉原理 20 P点的合振动振幅 第一波源 第二波源 21 两列波在P点相遇时的相位差 干涉极大 干涉极小 k=(0, ±1, ± 2, ……….) 22 波程差 加强（相长、极大） 减弱（相消、极小） 干涉加强、减弱条件： 第一波源 第二波源 k=(0, ±1, ± 2, ……….) 23 24 25 26 27 28 3 驻波(Standing Wave) （由于两列满足了一些特殊条件的相干简谐波 叠加而产生的一种特殊的干涉现象。） 驻波： 29 形成驻波的两列相干波的特殊条件： (1)相干波 (2)振幅相同 (3)同一直线上传播,方向相反 y = y1+y2 30 驻波方程 平衡位置坐标为 处质点相对于其平衡位置的合位移: 31 驻波方程: 讨论： （a） 表示质点做简谐振动。 表示质点合振动的振幅不随 变，只随 变。 （c） ( b）驻波各点相位由 的正负决定 不具备传 播的特征 振动因子 振幅 | | 32 ★ 特例（1） 波形图 波节 波腹 33 驻波方程: 波节: 波腹: =0 =2A k=(0, ±1, ± 2, ……….) k=(0, ±1, ± 2, ……….) 34 ★ 特例（2） 波形图 波节点 波腹点 35 波形图 波节 波腹 ★ 例子 36 驻波特点： A. B. 有的点始终不动（干涉减弱）称波节； 有的点振幅最大（干涉加强）称波腹； 其余的点振幅在0与最大值之间。 波形只变化不向前传 故称驻波。 C. 驻波各点相位由 的正负