大学物理波多普勒.ppt

* 波的干涉现象 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。 水波盘中水波的干涉 相干条件： ① 频率相同； ② 振动方向相同； ③ 有固定的相位差。 两列波干涉的一般规律留待在后面光的 干涉中再去分析。 下面研究一种特殊的、常见的干涉现象 —— 驻波 驻波（standing wave） 就形成驻波， 设两列行波分别沿 x 轴的正向和反向传播， 能够传播的波叫行波（travelling wave）。 1. 驻波的描述 两列相干的行波沿相反方向传播而叠加时， 它是一种常见的重要干涉现象。 在 x = 0 处两波的初相均为 0： y A合 A2 A1 ? ? ? 令 如图 ∴ 相位中无 x 其绝对值为振幅 —— 不具备传 播的特征 各点都做简谐振动，振幅随位置不同而不同。 2A t = 0 y 0 x 0 t = T/ 8 x x 0 t = T/2 0 x t = T/4 波节 波腹 ? /4 -? /4 x 0 2A -2A 振动范围 ?/2 x t = 3T/8 0 各处不等大，出现了波腹（振幅最 大处）和波节（振幅最小处）。 测波节间距可得行波波长。 相邻波节间距? /2， 没有x 坐标， 在波节两侧变号 x =?/ 2 波腹 x = 0 波腹 x = 3 ?/4 , 波节 x =?/4 , 波节 (-) (-) (+) (+) （1）振幅： （2）相位： 故没有了相位的传播。 驻波是分段的振动。 两相邻波节间为一段， 2. 驻波的特点： 同一段振动相位相同； 相邻段振动相位相反： 合能流密度为 但各质元间仍有能量的交换。 （3）能量： 平均说来没有能量的传播， 能量由两端向中间传， 瞬时位移为0， 能量由中间向两端传， 势能→动能。 动能最大。 势能为0， 动能→势能。 二 . 波在界面的反射和透射，“半波损失” 0 透射波 y2 反射波 y1? 入射波 y1 z2 z1 x — 特性阻抗 z大 — 波密媒质 z小 — 波疏媒质 相对而言 入射波 反射波 透射波 透射波： （2） 若z1 z2， 则 ? 1? = ? 1 ? ? （1）若z1 z2， 则 ? 1? =? 1 反射波： 1. 相位关系 即波密?波疏，反射波和入射波同相 即波疏?波密，反射波有相位突变? ——半波损失 均有? 2 =? 1 不论 z1 z2， 还是 z1 z2， 即透射波总是与入射波同相 末端封闭的笛中的驻波 末端开放的笛中的驻波 而使观测的频率不同于波源频率的现象。 § 多普勒效应(Doppler effect) 多普勒效应： 一. 机械波的多普勒效应 设 运动在波源 S 和观测者R的连线方向上， 以二者相向运动的方向为速度的正方向。 由于波源和观察者的运动， u vS 0 vR 0 S R (波的频率) （对媒质） （对媒质） （波源频率） （观测频率） (书2.11节) 此时， u S · vS = 0 · R vR ? · vR 0(R接近S)， vR 0(R远离S)， （1） vS = 0 ， vR ≠ 0， 此时， vS S · · · R ?测= ? vSTS ? · ?0 S vS uTS · R u S 运动的前方波长缩短 （2） vR = 0 ， vS ≠ 0， *