大学物理学教程内容提要第6章.pdf

物理学教程物理学教程 第二版 第二版 第六章第六章 机械波机械波 机械波内容提要机械波内容提要 一一 机械波的基本概念机械波的基本概念 1 机械波产生条件 机械波产生条件 1 波源 波源 2 弹性介质 弹性介质 机械振动在机械振动在弹性弹性介质中的传播形成波 波是运动介质中的传播形成波 波是运动 状态的传播 介质的质点并不随波传播状态的传播 介质的质点并不随波传播 2 描述波的几个物理量描述波的几个物理量 波长波长 一个完整波形的长度 一个完整波形的长度 周期周期 波前进一个波长的距离所需要的时间 波前进一个波长的距离所需要的时间 T 频率频率 单位时间内波动所传播的完整波的数目 单位时间内波动所传播的完整波的数目 波速波速 某一相位在单位时间内所传播的距离 某一相位在单位时间内所传播的距离 u T1 TuTuu 周期或频率只决定于波源的振动 波速只决定于周期或频率只决定于波源的振动 波速只决定于 媒质的性质媒质的性质 物理学教程物理学教程 第二版 第二版 第六章第六章 机械波机械波 机械波内容提要机械波内容提要 波的图示法波的图示法 波线波线 波面波面 波前波前 3 横波 纵波横波 纵波 2 波函数的物理意义波函数的物理意义 二二 平面简谐波的波函数平面简谐波的波函数 2cos x T t Ax ty 角波数角波数 cos kxtAtxy 2 k cos u x tAx ty 1 物理学教程物理学教程 第二版 第二版 第六章第六章 机械波机械波 机械波内容提要机械波内容提要 三三波动的能量波动的能量 sindddd 222 pk u x tVAWWW sind 2 1 dd 222 pk u x tVAWW 1 在波动传播的媒质中 任一体积元的动能 在波动传播的媒质中 任一体积元的动能 势能 势能 总机械能均随时间作总机械能均随时间作同步地同步地周期性变化 机械能不守恒周期性变化 机械能不守恒 波动是能量传递的一种方式波动是能量传递的一种方式 2 平均平均能量密度 能量密度 22 2 1 Aw 3 平均平均能流密度 波强度 能流密度 波强度 uAuwI 22 2 1 物理学教程物理学教程 第二版 第二版 第六章第六章 机械波机械波 机械波内容提要机械波内容提要 4 声强级 声强级 212 0 mW10 I 0 lg I I LI 贝尔 贝尔 B 0 lg10 I I LI 分贝 分贝 dB 介质中波阵面上的各点都可以看作是发射子波的介质中波阵面上的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波源 而在其后的任意时刻 这些子波的包络就是新 的波前的波前 四四惠更斯原理 作图法 惠更斯原理 作图法 物理学教程物理学教程 第二版 第二版 第六章第六章 机械波机械波 机械波内容提要机械波内容提要 五五波的叠加原理波的叠加原理 波程差波程差 12 rr 若若则则21 2 21 AAA 21 AAA 2 1 0 21 kk 2121 AAAAA 其他其他 2 1 0 kk cos2 21 2 2 2 1 AAAAA 2 1212 rr 1 波的干涉波的干涉 2 驻波驻波 t x Ay 2cos 2cos2 驻波方程驻波方程 物理学教程物理学教程 第二版 第二版 第六章第六章 机械波机械波 机械波内容提要机械波内容提要 x 波腹波腹 波节波节 AAkk2 1 0 2 max 0 1 0 2 2 1 max Akk 相邻相邻波腹 节 波腹 节 间距间距2 4 相邻波相邻波腹腹和波和波节节间距间距 3 相位跃变 半波损失 相位跃变 半波损失 当波从波疏介质垂直入射到波密介质 当波从波疏介质垂直入射到波密介质 被反射被反射 到波疏介质时形成到波疏介质时形成波节波节 入射波与反射波在此处的相入射波与反射波在此处的相 位时时位时时相反相反 即反射波在即反射波在分界处分界处产生产生的相位的相位跃变跃变 相当于出现了半个波长的波程差 称相当于出现了半个波长的波程差 称半波损失半波损失 物理学教程物理学教程 第二版 第二版 第六章第六章 机械波机械波 机械波内容提要机械波内容提要 波源与观察者同时相对介质运动波源与观察者同时相对介质运动 os vv s o v v u u o v观察者观察者向向波源运动波源运动 远离远离 波源波源向向观察者运动观察者运动 远离远离 s v 六六多普勒效应多普勒效应 1 波源不动 观察者相对介质以速度波源不动 观察者相对介质以速度运动运动 o v u u o v 观察者 观察者向向波源运动波源运动