《大学物理知识点总结(振动及波动)》.ppt

大学物理知识点总结 （振动 及 波动） 第九章 振动 机械振动 简谐振动的特征 简谐振动的描述 简谐振动的合成 阻尼振动 受迫振动 简谐振动 回复力： 动力学方程： 运动学方程： 能量： 简谐振动的特征 动能势能相互转化 简谐振动的描述 一、描述简谐振动的物理量 ① 振幅A： ② 角频率 ? ： ⑤周期 T 和频率 ν ： ③ 相位( ? t + ? ) 和 初相 ? ： ④相位差 ： 的确定！！ 1、解析法 2.振动曲线法 3、旋转矢量法： 二、简谐振动的研究方法 A -A 1.同方向、同频率的简谐运动的合成： 简谐运动的合成 仍然是同频率的简谐振动 简谐运动的合成 3.同方向、不同频率的简谐运动动的合成——拍 2.相互垂直的同频率的简谐运动的合成——平面运动 合振幅最大，振动加强 合振幅最小，振动减弱 第十章 波动 机械波 机械波的产生 机械波的描述 波动过程中能量的传播 波在介质中的传播规律 机械波的产生 1、产生的条件：波源及弹性媒质。 2、分类：横波、纵波。 3、描述波动的物理量： ①波长 λ ：在同一波线上两个相邻的相位差为2? 的质元 之间的距离。 ②周期T ：波前进一个波长的距离所需的时间。 ③频率ν ：单位时间内通过介质中某点的完整波的数目。 ④波速u ：波在介质中的传播速度为波速。 各物理量间的关系： 波速u : 决定于媒质。 仅由波源决定，与媒质无关。 机械波的描述 波前 波面 波线 波线 波前 波面 1、几何描述： 2、解析描述： 1）能量密度： 3）能流密度(波的强度)： 2）平均能量密度： 基本原理：传播独立性原理，波的叠加原理。 波动过程中能量的传播 波在介质中的传播规律 1）相干条件：频率相同、振动方向相同、相位差恒定 波的干涉 现象：波的反射（波疏媒质 波密媒质 界面处存在半波损失） 干涉减弱： 2）加强与减弱的条件： 干涉加强： 3）驻波（干涉特例） 波节：振幅为零的点 波腹：振幅最大的点 能量不传播 多普勒效应： （以媒质为参考系） 1）波源（S ）静止，观察者（R） 运动 2）S 运动，R 静止 一般运动： 习题类别： 振动：1、简谐振动的判定。（动力学） （质点：牛顿运动定律。刚体：转动定律。） 2、振动方程的求法。 ①由已知条件求方程②由振动曲线求方程。 3、简谐振动的合成。 波动：1、求波函数（波动方程）。 ①由已知条件求方程②由振动曲线求方程。 ③由波动曲线求方程。 2、波的干涉（含驻波）。 3、波的能量的求法。 4、多普勒效应。 相位、相位差和初相位的求法： 解析法和旋转矢量法。 1、由已知的初条件求初相位： ②已知初速度的大小、正负以及初位置的正负。 ①已知初位置的大小、正负以及初速度的正负。 [例1]已知某质点振动的初位置 。 [例2]已知某质点初速度 。 2、已知某质点的振动曲线求初相位： ③已知初位置的大小、正负以及初速度的大小。 [例3]已知某质点振动的初位置 。 注意！由已知的初条件确定初相位时，不能仅由一个初始 条件确定初相位。 若已知某质点的振动曲线，则由曲线可看出，t = 0 时刻质点振动的初位置的大小和正负及初速度的正负。 关键：确定振动初速度的正负。 [例4] 一列平面简谐波中某质元的振动曲线如图。 求： 1）该质元的振动初相。 2）该质元在态A、B 时的振动相位分别是多少？ 2）由图知A、B 点的振动状态为： 由旋转矢量法知： 解：1）由图知初始条件为： 由旋转矢量法知： 3、已知波形曲线求某点处质元振动的初相位： 若已知某时刻 t 的波形曲线求某点处质元振动的初相位，则需从波形曲线中找出该质元的振动位移 y0 的大小和正负及速度的正负。 关键：确定振动速度的正负。 方法：由波的传播方向，确定比该质 元先振动的相邻质元的位移 y 。 比较y0 和 y 。 由图知： 对于1： 对于2 ： 思考?