10-3 波的能量能流密度.ppt

1 第十章课外作业 2 1 阅读 P54 P702 书面作业 P90习题 10 1310 1410 2010 2110 243 预习 P75 P83 P94 P100 2 一波动能量的传播 当机械波在媒质中传播时 媒质中各质点均在其平衡位置附近振动 因而具有振动动能 同时 介质发生弹性形变 因而具有弹性势能 3 取长度为的体积元 体积元在平衡位置 a 时 动能 势能和总机械能均最大 体积元在位移最大处 b 时 三者均为零 4 以棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播 动能 振动动能 1波的能量表示 5 弹性势能 弹性模量 6 7 体积元的总机械能 8 体积元在平衡位置时 动能 势能和总机械能均最大 体积元的位移最大时 三者均为零 1 在波动传播的介质中 任一体积元的动能 势能 总机械能均随作周期性变化 且变化是同相位的 9 2 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 任一体积元的机械能不守恒 波动是能量传递的一种方式 10 能量密度 单位体积介质中的波动能量 平均能量密度 能量密度在一个周期内的平均值 11 二 波的能流和能流密度 能流 单位时间内垂直通过某一面积的能量 平均能流 能流密度 波的强度 I 通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流 12 例一平面简谐机械波在弹性介质中传播 下述各结论哪个正确 选择 D A 介质质元的振动动能增大时 其弹性势能减小 总机械能守恒 B 介质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化 但两者相位不相同 D 介质质元在其平衡位置处弹性势能最大 C 介质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同 但两者数值不同 13 例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 证介质无吸收 通过两个球面的平均能流相等 即 故 14 10 2平面简谐波的波函数 10 3波的能量能流密度 10 4惠更斯原理波的衍射和干涉 本章目录 选择进入下一节 10 5驻波 10 6多普勒效应 10 7平面电磁波 END 15 在弹性介质中传播的机械纵波 一般统称为声波 可闻声波20 20000Hz次声波低于20Hz超声波高于20000Hz 声强 声波的能流密度 二声强级超声波和次声波 16 贝尔 B 声强 声波的能流密度 分贝 dB 能够引起人们听觉的声强范围 声强级 人们规定声强 即相当于频率为1000Hz的声波能引起听觉的最弱的声强 为测定声强的标准 如某声波的声强为I 则比值的对数 叫做相应于I的声强级LI 17 几种声音近似的声强 声强级和响度 18 超声波在科学研究和生产上的应用 声纳探测器 船只上的发射器先向海底发射超声波 然后通过仪器接收和分析反射回来的讯息 从而得到整个海床的面貌 19 B超 因为不同身体构造反射是不同的 所以高频率声音 超声波 可用来作医学成像 越短的波长 得到的解像度就越高 20 2 在加工处理和医学治疗中的应用 超声波在液体中会引起空化作用 它可用于捣碎药物制成各种药剂 食品工业上用于制作调味剂 建筑业上用于制作水泥乳烛液 超声波可以用来弄碎肾石 消毒食物 因为高速的振动会令细菌难以抵抗 超声波亦可以用来清除眼镜或饰物的污垢 多普勒超声波扫描术 利用多普勒效应 反射超声波物体的运动会改变回声的频率 可测量血流速度 21 3 超声电子学 利用超声元件代替电子元件制作在内的延迟线 振荡器 谐振器 带通滤波器等仪器 可广泛用于电视 通讯 雷达等方面 次声 在火山爆发 地震 陨石落地 大气湍流 雷暴 磁暴等自然活动中都会有次声产生 次声是研究地球 大气 海洋运动的有力工具 次声波武器 用振荡频率与人体大脑节律或人体内脏器官固有频率相近的次