第12章波动-第13章电磁波.ppt

BD1BD2bd5BD7BD8BD9BD15BD21BD22BD24BD26三、受迫电磁振荡共振稳定后～对t求导:外加电动势4.共振1.电流由R,L,C决定.2.Z称阻抗.稳定后3.电流与电动势有相位差,移相.*1865年麦克斯韦预言电磁波的存在,1888赫兹用振荡偶极子证实.理论根据:变化的磁场激发涡旋电场.变化的电场(位移电流)激发涡旋磁场.§13.2电磁波的产生和传播机械振动偶极振子机械波弹性媒质电磁波提高频率电路开放电磁振荡--++自由空间:§13.3电磁波的性质麦克斯韦方程组积分形式微分形式YZX数学变换积分形式E,H关系E,H与z,t关系电磁波性质设平面电磁波沿z方向传播麦克斯韦方程组积分形式:HvEYZXPQKLHvEYZXPQKL取PQKLP回路,左边：由右边NM1.两回路环流*第十二章简谐波12.1机械波的产生一维简谐行波12.3惠更斯原理波的衍射反射和折射12.2波的能量能流能流密度12.4波的叠加原理波的干涉驻波12.5多普勒效应重点：1.波动方程2.波的干涉实为振动叠加3.驻波波动：振动的传播过程.机械波：机械振动的传播过程.§12.1机械波的产生一维简谐行波振源弹性媒质波的种类：按振动方向传播方向,横波纵波.传播的是运动状态(相位)和能量,不是质点.物理描述波长λ:传播方向上两相邻同相点之间距离.周期T:振动相位传播一个波长所需时间.振动:A、ω、φ、?、T波动：A、ω、φ、?、T、λ、v频率?:单位时间内波动前进的波长数.波速v:单位时间内振动的传播距离.一维简谐行波的表达式波动方程振源振动方程：比较x处质点的振动与振源差异.XYx-落后+超前位相1.求特征量A、ω、φ、?、T、λ、v.2.x=x0x0处质元振动方程.物理意义和用途：ty4.x、t变,一系列质点集体振动情况。5.位相差、波程差x2落后x1vyxx1x2Δx=x2-x13.t=t0t0时刻波形图.6.求振动的速度和加速度7.求波动方程的微分形式相对形变求波速波的传播速度:位相传播速度，由媒质决定。液体和气体：纵波固体中纵波：ΔllFSY:长变弹性模量横波:FFSφG:切变弹性模量B:容变弹性模量VPV-ΔVP+ΔPyxΔxΔyooΔxyxF1F2左端右端质量元牛顿定律合外力波动微分方程§12.2波的能量能流能流密度动能：媒质体元yxΔxΔyooΔxyx纵波:势能：能量密度：特点:1、势能和动能同步变化,与振动不同.2、能量集中于平衡位置附近.3.任一质量元能量不守恒,能量传递.总能：能流能流密度:能量流动能流:单位时间内通过媒质中某面积的能量.能流密度:单位时间内通过垂直于波传播方向单位面积的平均能量.波的强度平均能量密度与ω2正比,超声波能量大,定向好,穿透本领大.S例:由能流密度求球面波的表达式.如不考虑吸收,各球面能流相等,能流密度不等.球面波波动方程波阵面和波射线虚构的面和线?几何描述波阵面：振动相位相同的点。平面波、球面波、柱面波波线：沿波的前进方向、与波阵面垂直的线.§12.3惠更斯原理波的衍射反射和折射惠更斯原理:波所达到的每一点都可看作是发射次级子波的波源,新的波前就是这些次级子波的包迹(共切面).波的反射和折射定律:1.反射线和折射线都在由入射线和界面法线所组成的同一平面内.2.反射角等于入射角3.入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种媒质中的波速之比.平面波球面波波的衍射§12.4波的叠加原理波的干涉驻波*波的叠加原理在空间中传播的波互不相干地按自身的方式传播，在波的交汇处，质元的振动是相交汇的各个波单独传播时激发的振动之和.*叠加原理的重要在于把复杂现象看作简单现象之和。波的叠加、振动的叠加除考虑方向外，还要考虑相位差。*相干波两个频率相同、振动方向平行、相位差