波的能量ppt课件

上节课主要内容,一描述波动的特征量,1波速：,2波长：,4.频率：,3.周期：,=uT,二、平面简谐波波动方程,1,三波形图像,波的图像：表示的是某一时刻各个质元的位移振动图像：表示的是某一质元各个时刻的位移,2,主要内容:波的能量与简谐振动的能量相比较,有哪些特点?什么是波的强度?它与波的振幅有什么关系?,10-3波的能量,3,波动的过程是能量传播的过程,一、波中“质元”的能量,波动方程：,质元在x处，质元的质量：,4,1、质元的动能：,质元的振动速度：,质元的振动动能：,5,2、质元的势能：,可以证明：,最大位移处，动能为零，势能也为零。平衡位置处，动能最大，势能也最大。,说明：,6,3、质元的总能：,7,二、描述波能的物理量,1、能量密度：单位体积里的能量。,2、平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值,单位：焦/米3,8,3、平均能流：,1）概念：单位时间垂直通过某个截面S的平均能量,2）计算式：,单位：焦/秒瓦特,9,4、平均能流密度（波的强度）：,1）概念：单位面积上的平均能流,2）表达式：,单位：瓦特/米2,10,1、平均能量密度：,小结：,焦/米3,2、平均能流：,瓦特,3、平均能流密度：,瓦/米2,11,例1、机械波在弹性介质中传播时，某体积元位移达到负最大值时，体积元中动能和势能为：【】,A、动能最大，势能最大；,B、动能最大，势能为0；,C、动能为0，势能最大；,D、动能为0，势能为0；,D,12,习题：10-15,13,10-4波的迭加,主要内容：什么是波的叠加原理?为什么相干波源发出的波才能产生干涉现象?怎样确定相干波在相遇点的相位差及叠加后的合振幅?,14,波传播的独立性：,当几列波在空间某处相遇后，各列波仍将保持其原有的频率、波长、振动方向等特征,继续沿原来的传播方向前进。,波的叠加原理：,各列波在相遇区域内，任一质元的振动是各列波单独存在时对该质元所引起振动的合振动。,一波的迭加原理（又称“波的独立性原理”）,15,16,17,二波的干涉,相干波源,相干波,波的干涉,18,1、频率相同；2、振动方向相同；3、位相差恒定。,1相干波源：,则：ys1和ys2为相干波源,两波源必须满足：,19,2相干波：-由相干波源发出的波,由两波源在P点激发的振动的振动方程为：,20,3波的干涉：,1）概念：两列“相干波”在空间相遇，相互迭加，在空间形成强弱相间的稳定分布，这种现象成为“波的干涉”（是波的共性）,21,22,23,2）干涉加强减弱的条件：,P点的合振动：,合振幅：,24,（1）一般情况：,注：,25,2）特殊情况：,26,例2、已知两相干波源振动的相位差为，发出的波到达某相遇点P的波程差为半波长的两倍，则P点的合振动情况是：【】A、始终加强；B、始终减弱；C、时强时弱，呈周期变化；D、时强时弱，没有一定规律.,27,例3、如图，S1和S2为两相干波源，它们的振动方向相同，发出波长为的简谐波在P点相遇，已知S1P2，S2P2.2，两列