第十章 波动学基础PPT参考课件.ppt

第10章波动学基础，1，10-0教育基本要求，10-2平面简单谐波波动方程，10-3波的能量，第10章波动学基础，10-4波的叠加，10-1波动的基本概念平面简单谐波的波动方程由已知粒子的振动方程引入，可以理解波动方程的物理意义。在波动方程中寻找振动方程或特定时间点的波形曲线，了解波形曲线的物理意义，了解波的能量传播特性和能量密度、能量流密度的概念，了解惠更斯的原理和波的叠加原理，应用相位差和波路径差分析，确定相干叠加后振幅的强化和减弱条件，了解驻波的形成条件和振幅和相位分布的特点，了解驻波和行波的区别，了解驻波的区别。解释变动的物理量是哪个？他们的关系怎么样？4，*波动：特定扰动的传播。机械波(波、声波、地震波)电磁波(电波、光、x射线)物质波(电磁波、中子波)。)，行波驻波，本质，相和能量，横波纵波，5，1横波形成过程，横波：纵波：由横波波引起的纵波，6，生成条件：(1)波(2)弹性介质。1 .机械振动：弹性介质中机械振动的传播。3 .剪切波和纵波；纵波：粒子振动方向与波的传播方向平行的波，4。波传播过程的物理本质，波的传播过程是波源振动状态，即相位的传播过程，每个质量元素从后面的质量元素中持续获得能量，并产生前面质量元素的振动，使能量向前传播，因此波动是能量的传播过程。质量元素没有摆动，每个质量元素在平衡位置附近振动，但是每个质量元素的拓扑顺序落后。波动是介质中每个质量元素保持一定相位连接的集合振动。8，横波(绳索，波浪.)，纵波(声波、弹簧波.)、振动方向、传播方向、9、地震波知识、地震波根据传播分为三种类型。纵波，横波，表面波。纵波是推进波，地壳的传播速度为5.5 7公里/秒，最先到达震中，也称为p波(p波)，这使地面上下震动，破坏力减弱。剪切波是剪切波：地壳的传播速度为3.2 4.0公里/秒，第二个到达震中，即称为s波，在地面发生前后，左右抖动，破坏力很强。面波，地表中纵波和横波相遇后产生的混合波。波长大，振幅强，沿地面传播，引起建筑物强烈破坏的主要因素10，11，12，13，波前：振动相位相同的点。波浪线：沿波浪前进方向与波浪图案垂直的线。平面波、虚构面和线、球面波、2。波动的几何描述，14，任意时刻的波动到达最前面的点的连接面，波前，平面波，球面波，15，3，描述波过程的物理量，波长：波沿波传播的传播方向，两个相邻相位差振动的粒子之间的距离，值等于振源的振动周期。频率：周期的倒数，即单位时间内波动传播的总波数。(由介质机械特性确定)，16，4，惠更斯原理，一，惠更斯原理1。在介质中，波动传播的每个点都可以被视为新的波系。从这个新的波源发出的波称为二次波，之后的任何时间，这些波的前向波都是那个时刻的新波面。这就是惠更斯原理。、17、2。应用惠更斯原理，一瞬间的波前阵列，(1)平面波，波前，一瞬间的波前，波的半径为u t，18，(2)球面波，波前，一瞬间的波前，波的半径为u t，19，衍射现象是波的共同特征。波长越长(与屏障大小相比)，衍射现象越明显。、20、* 4、电磁波、1。电磁波的产生和传播，LC电路的能量集中在在线圈和极板之间，对电路进行改造，最后是电偶极子，即发射电磁波的天线，辐射功率，21，2。平面电磁波特性：1)电磁波是剪切波；2)和同相；3)与数值成比例；4)电磁波传播速度；5)真空中的波速等于光速。22，10-2平面简单谐波波动方程，预览要点了解平面简单谐波波动方程的推导方法和方法。在某一时刻虚线上两点之间的振动相位差和两点之间的距离之间的关系是什么？平面谐波波动方程如何定量解释这一波动过程的特征和运动规律？23，一，平面简单谐波，元素：平面波，简单谐波，24，2，简单谐波函数，振动方程：简单谐波元素振动方程：25，2，简单谐波函数，每个元素和振动源(点o)振动的相位差。30，2波的周期性，波具有时间的周期性。波具有空间的周期性。31、3。表示同一瞬时波上两个元素之间相位差和波差之间的关系，波函数表示波线上每一点对平衡位置的位移。32，4。在所有情况下，波函数表示波形沿传播方向的运动(行波)。a，b，o，b，33，确定要求以不同的方式绘制波形，在y-x，波相线上求两点的差值。用波形或波方程求任意点的振动(振动曲线x-t，旋转，5 .平面简单谐波的定量分析，34，例1:弹簧振子A=0.05m，T=4s，t=0在平衡点负向移动，激发波在x方向从波长20m传播。找到波动方程。波动方程：解法：波动源的振动方程：35，示例2:已知m点的振动方程，x，y，O，u，解法：O的振动方程：O是波动源的波动方程、36、o、p、m、示例3:已知t=0的波形如下所示：波速20m/s。绘制点p，q，m的振动曲线。q，20，解决方案：A，37，示例4:如图所示，波向左经过两秒的波形是图中的红线。求：(1)原点处粒子的振动方程。(2)波的波动方程。x、80、160、140、t=2、t=0、u、o、y、38、示例5:已知2)绘制t=0.005s时的波形图。2)先绘制t=0的波形，然后绘制t=0.005s的波形：解决方案：1)振幅0.02m，波长2p/5(m)，频率100s-1周期0.01s，波速200p海浪的强度是多少？与海浪的振幅有什么关系？41，1，质量元素的能量，o，a，b，o，b，a，42，质量元素的总能量不保留。因此，波是能量传播的一种形式，每种元素都起着处理能量的作用。，t，E，总是：43，2，质量能量传播，1。能量密度，单位体积内的能量，2 .平均能量密度，一个周期内能量密度的平均值。44、3。能量流：单位时间通过特定区域的垂直能量，平均能量流：能量流：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量流。45，* 3，电磁波的能量密度和能量密度，电磁波的能量密度，1。电磁场能量密度，2。电磁波的能量流密度(梯度)矢量，(46，是，47，10-4波的叠加，预览要点是波的叠加原理是什么？为什么相干波源发出的波会引起干扰现象？在会合点如何确定相干波的相位差和叠加后的耦合振幅？*3 .驻波是在什么条件下形成的？有什么特性？48，运动叠加原理，2。相遇区随机质量元素的位移是该点各波引起的振动位移的合成。1。2波相遇分离，保持各自的原始特征；实验定律，1，波的叠加原理，20.8波的叠加驻波，波的独立传播性，49，1，现象：在两列干涉波相遇的地方展示明暗的稳定图像。与时间无关。振动叠加，一致波：满足一致条件的波。一致的条件：频率相同，振动方向相同，差异恒定。第二，波的干涉，50，2，干涉的本质： (相干波前叠加)相位差是恒定的，因此在特定点的耦合振动总是加强的，其他点耦合振动总是减少或消除。复叠- p点接合振动为：51，接合振幅最强，接合振幅最弱，p点接合振动为：格式：52，范例。其他介质中的两个一致波，S1领先于S2的p/2，组合振幅=100hz，a1=a2=1mm，u1=400m/s，U2=500m/s，R1=4m例如，BP=0.4m，CP=0.5m，u=0.2ms-1 (1) p点处两个波的位置差；(2) p点处的合并振动。(2) p点处的两个分振动方程，l=0.2，p，b，c，p点处的耦合振动，54，1，波的叠加原理，遇到多个波后的每个唯一特性(频率，波长)在相遇区域的任意一点发生振动，如果每个热浪单独存在，在该点发生的振动位移的矢量和。1 .波的独立传播特性，2 .波的叠加原理，55，56，2，波的干涉，两列频率相同，振动方向相同，具有一定相位差的振动源，它们发出的波是一致的波，1。一致的波源，两列一致的波堆栈区域，有些地方总是加强震动，其他地方总是减少震动的现象，2。干涉现象，3 .弱化条件，用作机械振动的两个点波源S1和S2，频率相同，方向相同的简单谐波振动，空间p遇到的两个热干涉波，波源振动，57，点p的两个振动，强化条件，58，弱化条件，波路径差，驻波现象，驻波现象，负方向，2。驻波方程，振幅相等的双列干涉波，在共线向相反方向传播时重叠形成的特殊干涉现象。两列谐波，分别在x轴