第十五次课 波的能量能流密度 波的干涉优秀PPT.ppt

《第十五次课 波的能量能流密度 波的干涉优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十五次课 波的能量能流密度 波的干涉优秀PPT.ppt（26页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1第一页，本课件共有26页以固体棒中传播的纵波为例分析波动能量的以固体棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播传播.振动动能振动动能xOxO2第二页，本课件共有26页杨氏模量杨氏模量弹性势能弹性势能xOxO3第三页，本课件共有26页弹性势能弹性势能xOxO4第四页，本课件共有26页体积元的总机械能体积元的总机械能xOxO5第五页，本课件共有26页讨讨 论论 体积元在平衡位置时，动能、势能和总体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能均最大机械能均最大.体积元的位移最大时，三者均为零体积元的位移最大时，三者均为零.(1)在波动传播的介质中，任一体积元在波动传播的介质中，任一体积元的动能、势能、总机械能

2、均随的动能、势能、总机械能均随 作周期性作周期性变化，且变化是变化，且变化是同相位同相位的的.6第六页，本课件共有26页 (2)任一体积元都在不断地接收和放任一体积元都在不断地接收和放出能量，即不断地传播能量出能量，即不断地传播能量.任一体积任一体积元的机械能不守恒元的机械能不守恒.波动是能量传递的波动是能量传递的一种方式一种方式 .xOxO7第七页，本课件共有26页能量密度：能量密度：单位体积介质中的波动能量单位体积介质中的波动能量 平均平均能量密度：能量密度在一个周期能量密度：能量密度在一个周期内的平均值内的平均值xOxO8第八页，本课件共有26页二二 能流和能流密度能流和能流密度 能流：

3、能流：单位时间内垂直通过某一面积的单位时间内垂直通过某一面积的能量能量.平均能流：平均能流：udtS9第九页，本课件共有26页 能流密度能流密度(波的强度波的强度)I:)I:通过垂直于波传播方向的单位面积通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流的平均能流.SuwP=udtS10第十页，本课件共有26页 例例 证明球面波的振幅与离开其波源的距证明球面波的振幅与离开其波源的距离成反比，并求球面简谐波的波函数离成反比，并求球面简谐波的波函数.证证 介质无吸收，通过两个球面的平均介质无吸收，通过两个球面的平均能流相等能流相等.即即11第十一页，本课件共有26页球球 面面 波波平平 面面 波波 1 1、

4、惠更斯原理：惠更斯原理：介质中波动传播到的介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前前.7.4 7.4 惠更斯原理惠更斯原理O12第十二页，本课件共有26页 波波 的的 衍衍 射射 水水波波的的衍衍射射 波在传播过程中遇到障碍物，能绕过障波在传播过程中遇到障碍物，能绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播碍物的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播.二二 波的衍射波的衍射13第十三页，本课件共有26页7.5 波的干涉波的干涉1 波的叠加原理波的叠加原理 波传播的独立性

5、：波传播的独立性：两列波在某区域相遇后再分两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时相同，互不干扰开，传播情况与未相遇时相同，互不干扰.波的叠加性：波的叠加性：在相遇区，任一质点的振动为在相遇区，任一质点的振动为二波单独在该点引起的振动的合成二波单独在该点引起的振动的合成.14第十四页，本课件共有26页 频率相同、振动频率相同、振动方向平行、相位相同方向平行、相位相同或相位差恒定的两列或相位差恒定的两列波相遇时，使某些地波相遇时，使某些地方振动始终加强，而方振动始终加强，而使另一些地方振动始使另一些地方振动始终减弱的现象，称为终减弱的现象，称为波的干涉现象波的干涉现象.2 波的干涉波的干涉

6、15第十五页，本课件共有26页 波频率相同，振动方向相同，位相差恒定波频率相同，振动方向相同，位相差恒定 例例 水波干涉水波干涉 光波干涉光波干涉 某些点振动始终加强，另一些点振动始终某些点振动始终加强，另一些点振动始终减弱或完全抵消减弱或完全抵消.(2)干涉现象干涉现象满足干涉条件的波称相干波满足干涉条件的波称相干波.(1)干涉条件干涉条件16第十六页，本课件共有26页波源振动波源振动点点P 的两个分振动的两个分振动(3)(3)干涉现象的定量讨论干涉现象的定量讨论*17第十七页，本课件共有26页定值定值*18第十八页，本课件共有26页合振幅最大合振幅最大当当合振幅最小合振幅最小当当位相差位相

7、差 决定了合振幅的大小决定了合振幅的大小.干涉的位相差条件干涉的位相差条件讨讨 论论19第十九页，本课件共有26页位相差位相差加强加强减弱减弱称为波程差称为波程差（波走过的路程之差）（波走过的路程之差）则则如果如果 即相干波源即相干波源S1、S2同位相同位相20第二十页，本课件共有26页 将合振幅加强、减弱的条件转化为干涉将合振幅加强、减弱的条件转化为干涉的波程差条件，则有的波程差条件，则有当当时（半波长偶数倍）时（半波长偶数倍）合振幅最大合振幅最大当当时（半波长奇数倍）时（半波长奇数倍）合振幅最小合振幅最小 干涉的波程差条件干涉的波程差条件21第二十一页，本课件共有26页例例 如图所示，如图

8、所示，A、B 两点两点为同一介质中两相干波源为同一介质中两相干波源.其振幅皆为其振幅皆为5 cm，频率皆为，频率皆为100 Hz，但当点，但当点 A 为波峰为波峰时，点时，点B 恰为波谷恰为波谷.设波速为设波速为 ，试写出由，试写出由A、B发出的两列发出的两列波传到点波传到点P 时干涉的结果时干涉的结果.15 m20 mABP22第二十二页，本课件共有26页设设 A 的相位较的相位较 B 超超前前点点P 合振幅合振幅解解15 m20 mABP23第二十三页，本课件共有26页例例2 两波源分别位于同一介质两波源分别位于同一介质A和和B 处，振动方处，振动方向相同，振幅相等，频率皆为向相同，振幅相等，频率皆为100Hz，但，但A 处波处波源比源比 B 处波源相位落后处波源相位落后。若。若 A、B 相距相距10m，波速为波速为4000m/s，试求由，试求由A、B之间连线上因干涉之间连线上因干涉而静止的点。而静止的点。解解 建立所示的坐标系，任取一点建立所示的坐标系，任取一点x，则两波到该，则两波到该点的波程分别为点的波程分别为O10mrArBBAx24第二十四页，本课件共有26页两波相位差为两波相位差为25第二十五页，本课件共有26页所以，因干涉而静止的点为所以，因干涉而静止的点为因干涉而静止的点，满足干涉相消条件因干涉而静止的点，满足干涉相消条件26第二十六页，本课件共有26页