大学物理学习ppt课件1机械振动和机械波总复习.pptx

机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 1 1.1.简谐振动满足：简谐振动满足：简谐振动满足：F 为合外力，为合外力，x 为离开平衡位置的位移，为离开平衡位置的位移，k 为常数。为常数。2.2.简谐振动旋转矢量法：简谐振动旋转矢量法：简谐振动旋转矢量法：旋转矢量 ：作逆时针匀角速率：作逆时针匀角速率 旋转。旋转。机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 2 4.简谐振动的描述简谐振动的描述恢复力恢复力:5.振动的超前与落后振动的超前与落后F 为合外力，为合外力，x 为离开平衡位置的位移，为离开平衡位置的位移，k 为常数。为常数。2.2.简谐振动旋转矢量法：简谐振动旋转矢量法：简谐振动旋转矢量法：旋转矢量 ：作逆时针匀角速率：作逆时针匀角速率 旋转。旋转。例例例例2.2 2.2 机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 3 3、振动动能：振动势能：振动总能量：t t=0=0 时：时：机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 4 4.谐振振动合成：谐振振动合成：1）重点：同方向同频率谐振动合成谐振动合成t t=0=0 时：时：机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 5 拍及拍频：拍及拍频：拍及拍频：拍及拍频：李萨茹图形：李萨茹图形：李萨茹图形：李萨茹图形：李萨茹图形：李萨茹图形：2）同方向不同频率的谐振动合成的谐振动合成3）同频率相互垂直方向的谐振动合成的谐振动合成4）不同频率相互垂直方向的谐振动合成的谐振动合成机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 6 机械波：教学基本要求机械波：教学基本要求 一一 掌握掌握描述简谐波的各物理量及各量间的描述简谐波的各物理量及各量间的关系；关系；二二 理解理解机械波产生的条件机械波产生的条件.掌握由已知质掌握由已知质点的简谐运动方程得出平面简谐波的波函数的方点的简谐运动方程得出平面简谐波的波函数的方法法.理解波函数的物理意义理解波函数的物理意义.了解波的能量传播特了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念征及能流、能流密度概念.机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 7 三三 了解了解惠更斯原理和波的叠加原理惠更斯原理和波的叠加原理.理解理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件；定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件；四四 理解理解驻波及其形成，了解驻波和行波的驻波及其形成，了解驻波和行波的区别；区别；五五 了解了解机械波的多普勒效应及其产生的原机械波的多普勒效应及其产生的原因因.在波源或观察者沿二者连线运动的情况下，在波源或观察者沿二者连线运动的情况下，能计算多普勒频移能计算多普勒频移.机械波：教学基本要求机械波：教学基本要求机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 8 1.机械波产生的条件：机械波产生的条件：波源波源和和和和弹性媒质弹性媒质。2.横波与纵波：横波与纵波：3.波阵面、波线：波阵面、波线：同一波阵面同一波阵面上各点的上各点的位相相同！4.波长、频率、波速：波长、频率、波速：二、二、机械波机械波机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 9 即：x x 处质元的振动方程，或在处质元的振动方程，或在 t t 时刻的位移！时刻的位移！5、波动方程 的几种标准形式：的几种标准形式：右行波：取右行波：取号；号；左行波：取左行波：取号。号。机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 10 6、波函数的求解简谐波波函数：简谐波波函数：波函数与坐标系的建立有关。波函数与坐标系的建立有关。沿波的传播方向各点相位依次落后：沿波的传播方向各点相位依次落后：求波函数求波函数求求 x x 处质点的振动方程处质点的振动方程求求 =?=?x x0 0 处质元在处质元在 t t0 0 时刻的时刻的 v v、a a：机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 11 8.波的能量密度、能流及能流密度：波的能量密度、能流及能流密度：7.简谐波的动能与势能：简谐波的动能与势能：一个周期内能量密度一个周期内能量密度平均值：机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 12 9.9.惠更斯原理：惠更斯原理：惠更斯原理：惠更斯原理：惠更斯原理：惠更斯原理：(1)(1)媒质中波动各点皆可当作球面子波的媒质中波动各点皆可当作球面子波的媒质中波动各点皆可当作球面子波的媒质中波动各点皆可当作球面子波的媒质中波动各点皆可当作球面子波的媒质中波动各点皆可当作球面子波的新波源新波源新波源新波源；(2)(2)任意时刻各子波源所发出子波的任意时刻各子波源所发出子波的任意时刻各子波源所发出子波的任意时刻各子波源所发出子波的任意时刻各子波源所发出子波的任意时刻各子波源所发出子波的包迹包迹包迹包迹即为新波即为新波即为新波即为新波即为新波即为新波 阵面。阵面。阵面。阵面。阵面。阵面。10.10.波的叠加与独立传播原理：波的叠加与独立传播原理：波的叠加与独立传播原理：11.11.相干条件：相干条件：相干条件：同频率、同振动方向及恒定位相差。同频率、同振动方向及恒定位相差。12.12.干涉加强与干涉减弱条件：干涉加强与干涉减弱条件：干涉加强与干涉减弱条件：机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 13 13.13.驻波形成条件：驻波形成条件：两相干波反向相遇。两相干波反向相遇。两相干波反向相遇。1 1 1）驻波特点：驻波特点：振幅分布：振幅分布：波腹点与波节点的位置波腹点与波节点的位置波腹点与波节点的位置相位分布：相位分布：相邻两个波节点间各点相邻两个波节点间各点相邻两个波节点间各点位相相同位相相同；关于波节点对称的两点关于波节点对称的两点关于波节点对称的两点位相相差位相相差 ！2 2）两端固定弦线上的振动模式）两端固定弦线上的振动模式能量分布：，波节处势能最大；，波节处势能最大；，波腹处动能最大；，波腹处动能最大；最大位移处最大位移处：平衡位置处平衡位置处：机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 14 14.观测者接收的频率：2 2）两端固定弦线上的振动模式）两端固定弦线上的振动模式能量分布：，波节处势能最大；，波节处势能最大；，波腹处动能最大；，波腹处动能最大；最大位移处最大位移处：平衡位置处平衡位置处：机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 15 15、电磁波的主要特性：1）横波特性：横波特性：2）和和 同位相。同位相。3)和和 的数值成比例：的数值成比例：oror4）真空中电磁波波速真空中光速：真空中电磁波波速真空中光速：机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习机械振动和机械波总复习 16 5）能流密度常写成：常写成：(称为称为 波印亭矢量 )