2021-2022学年高二物理竞赛光的波动复习课件

1、光的波动复习课件例 有一以速度为 c ，沿 x 轴正方向传播的平面简谐波。已知在波传播到 Po点（离原点为 xo）处的振动规律为 y =Acost ，求此波的表达式。解：设振动传播到 P点（x xo）P落后于Po的时间为 ( x - xo)/cP落后于Po的相位为 ( x - xo)/c所以P点的振动方程为：y =Acost- (x-xo)/c =Acos t - (x - xo)/c 波源 ( x = 0 )的振动方程: yo=Acos(t+xo /c) 初相：xo/cxoxPoPc例 一平面简谐波沿 x 轴正方向传播，t = 0 s 时刻的波形如图所示，试画出P处质点的振动在 t = 0

2、时刻的旋转矢量图。 cxyoPyoA例 图示为一平面简谐波在 t = 2 s 时刻的波形图，波的振幅为 0.02m，周期为 4 s, 求图中 P点处质点的振动方程。解：已知A=0.02m,T=4s则有 =2 / T = /2 t =2 s 时，P点的位相为/2 =t = /2 2= P点的初相为 = - /2yp = 0.02cos( t/2 - /2 ) (SI)PV0cyxo oyt=0 st=2 s 例 以P 点在平衡位置向正方向运动作为计时零点，写出波动方程。yxPou解：p=2dyp=Acost)(2Acosdt)(2y=o+uAcosdt)(2=+uyxuAcosdt)(2=yxu

3、23 例 波速 u =400m/s, t = 0 s时刻的波形如图所示。写出波动方程。uy(m)p4532ox(m)t =Ayv000p0(o点)220.=yv00t0(p点)=00.23uy(m)p4532ox(m)=0p.p=20d0p=2d=2235()34 (m)d.y=22002u=2400404cos)(2003tS1=4 (m)()y=Acosyyycoscoscos=ddd+pp()uuutttt它向墙面方向传播经反射后形成驻波。求：驻波方程，波节及波腹的位置。y墙面p入射波入AAA考虑到半波损失后P点的振动方程：x入射波ox 例 设波源（在原点O）的振动方程为：dyx墙面p(

4、叠加点)m入射波反射波oycoscos2dduuttAA=+()反xdu+)(xcosy=d+p()utA考虑到半波损失后P点的振动方程：反射波在叠加点(m点) 的振动方程：yyycoscost2=+-+()xxx驻波方程：入反22ddd22)波腹：波节：2dd(+-222k2k2k22,x=4221)d= +1)x(k)1A解：反射波 o 点位相落后入射波 o 点位相： 2 2 OA/ = 4 7 8 = 7 /2oxBAy yOA反A合o入射反射A入MN解：反射波 o 点位相落后入射波 o 点位相： 2 2 OA/ = 4 7 8 = 7 /2故 A入 A反 。 oxBAy yOA反A合o

5、入射反射A入MN解：反射波 o 点位相落后入射波 o 点位相： 2 2 OA/ = 4 7 8 = 7 /2故 A入 A反 。 因为 A入 = A反 ，即 MON为等腰直角三角形，oxBAy yOA反A合o入射反射A入MN解：反射波 o 点位相落后入射波 o 点位相： 2 2 OA/ = 4 7 8 = 7 /2故 A入 A反 。 因为 A入 = A反 ，即 MON为等腰直角三角形，所以 = /4。oxBAy yOA反A合o入射反射A入MN 故入射波波动方程： 故入射波波动方程： y入 =Acos2 ( t -x / ) + /4 故入射波波动方程： y入 =Acos2 ( t -x / )

6、+ /4 反射波波动方程： 故入射波波动方程： y入 =Acos2 ( t -x / ) + /4 反射波波动方程： y反 =Acos2 ( t + x / )+ /4 - 7 /2 故入射波波动方程： y入 =Acos2 ( t -x / ) + /4 反射波波动方程： y反 =Acos2 ( t + x / )+ /4 - 7 /2 =Acos2 ( t + x / ) - 13 /4 故入射波波动方程： y入 =Acos2 ( t -x / ) + /4 反射波波动方程： y反 =Acos2 ( t + x / )+ /4 - 7 /2 =Acos2 ( t + x / ) - 13 /

7、4 =Acos2 ( t + x / ) - 4 + 3 /4 故入射波波动方程： y入 =Acos2 ( t -x / ) + /4 反射波波动方程： y反 =Acos2 ( t + x / )+ /4 - 7 /2 =Acos2 ( t + x / ) - 13 /4 =Acos2 ( t + x / ) - 4 + 3 /4 =Acos2 ( t + x / ) + 3 /4 故入射波波动方程： y入 =Acos2 ( t -x / ) + /4 反射波波动方程： y反 =Acos2 ( t + x / )+ /4 - 7 /2 =Acos2 ( t + x / ) - 13 /4 =A

8、cos2 ( t + x / ) - 4 + 3 /4 =Acos2 ( t + x / ) + 3 /4入射波 B 点 ( x = /2 ) 振动方程： 故入射波波动方程： y入 =Acos2 ( t -x / ) + /4 反射波波动方程： y反 =Acos2 ( t + x / )+ /4 - 7 /2 =Acos2 ( t + x / ) - 13 /4 =Acos2 ( t + x / ) - 4 + 3 /4 =Acos2 ( t + x / ) + 3 /4入射波 B 点 ( x = /2 ) 振动方程： y入B =Acos2 ( t -1 /2 ) + /4 故入射波波动方程：

9、 y入 =Acos2 ( t -x / ) + /4 反射波波动方程： y反 =Acos2 ( t + x / )+ /4 - 7 /2 =Acos2 ( t + x / ) - 13 /4 =Acos2 ( t + x / ) - 4 + 3 /4 =Acos2 ( t + x / ) + 3 /4入射波 B 点 ( x = /2 ) 振动方程： y入B =Acos2 ( t -1 /2 ) + /4 =Acos2t -3 /4 反射波 B 点 ( x = /2 ) 振动方程： 反射波 B 点 ( x = /2 ) 振动方程：y反B =Acos2 ( t + 1 /2 ) + 3 /4 反射

10、波 B 点 ( x = /2 ) 振动方程：y反B =Acos2 ( t + 1 /2 ) + 3 /4 =Acos2t + 7 /4 反射波 B 点 ( x = /2 ) 振动方程：y反B =Acos2 ( t + 1 /2 ) + 3 /4 =Acos2t + 7 /4B 点处入射波和反射波的振动合成：A入yoA反AB合o入射反射B 点A入 反射波 B 点 ( x = /2 ) 振动方程：y反B =Acos2 ( t + 1 /2 ) + 3 /4 =Acos2t + 7 /4B 点处入射波和反射波的振动合成：AB合 = A， = - /2，yoA反AB合o入射反射B 点A入 反射波 B 点 ( x = /2 ) 振动方程：y反B =Acos2 ( t + 1 /2 ) + 3 /4 =Acos2t + 7 /4B 点处入射波和反射波的振动合成：AB合 = A， = - /2，故 B 点处入射波和反射波的合成振动方程：yoA反AB合o入