波动-XIN.ppt
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波动:振动的传播t=0xt=0y(一)、波的周期性1.时间周期T质元完成一次全振动所需时间频率n:波的周期的倒数波速由媒质的性质决定:(三).波动的几何描述(一)、简谐波x注意:O是研究的始点,不一定是波源,波动不一定限制在原点的右侧若O点是波源,上式只适用于x>0的区域横波,x⊥y纵波x∥y2若波沿x轴的负向传播(三).平面简谐波波函数的物理意义2.t一定y例:沿x轴正向以速度u传播的平面简谐波,x0处质元的振动表达式为y=Acos(wt+j),求此平面波的波函数。例:平面简谐波以速度u=120m/s沿x轴正向传播的,t=0时波形如图,求此平面波的波函数。例:平面简谐波以速度u=4m/s沿x轴正向传播,t=0时波形如图,求t=3s时的波形,x=3m处质点的振动曲线。例:位于原点O处的波源发出平面简谐波沿x轴正向传播,波源的振动为yo=Acos2pnt,波长为l,距波源d处有一平面将波反射(无半波损失),求反射波的表达式。例:一横波的波函数为y=0.02cosp(5x-200t),求:振幅、波长、频率、周期、波速。例:设波动方程为y=Acos(wt-kx),求:xp处质元的速度与加速度。简谐波动一个重要特征:媒质中各个质元都在作简谐振动,相邻质元的振动依次落后一个位相以纵波为例x(1)DWp、DWk均随时间周期性变化,一周期内有两个极大值,一个在最疏(拉伸最大)处,一个在最密(压缩最大)处,此时质元过平衡位置,具有最大的振动速度。y=0wkwp最大y最大wkwp为0(2)与孤立系统的能量的区别:DWp=DWk两者同相变化,动能与势能同时最大,同时最小。波动的过程也是能量的传递过程。3机械能DW二、能量密度n2、r三、能流波的强度I惠更斯原理是有关波的传播方向的规律:利用惠更斯原理解释波传播的一些现象c.波的折射定律:一、波传播的独立性2.相干条件强度=2m,(m=0,1,2,…)加强条件(相长干涉)减弱条件例:同一媒质中两波源A,B,相距30m。两波源振幅相同,n=100HZ,位相差p,u=400m/s,求:A、B两点间因干涉静止的点的坐标。(m=0,±1,±2,…)例:两波源A、B相距30cm,初相差为,两简谐振动的振幅为1m,频率为10Hz,CB垂直于AB,CB=40cm,若使C处振动加强,求:相干波满足的条件。A疏x例平面简谐波沿x轴正向传播,振幅为A,频率为v,传播速度为u。(1)t=0时,在原点O处的质元由平衡位置向x轴正向运动,写出波函数;(2)若经反射面反射的波的振幅和入射波振幅相等,写出反射波波函数,并求在x轴上因两波叠加而静止的各点的位置。O小结3.半波损失:当波由波疏介质向波密介质垂直入射时,界面的反射波有p的相位突变,即半个波长的损失。6.惠更斯原理:介质中波阵面上各点都可以看作是发射子波的波源,其后任一时刻的波阵面就是这些子波的包迹(包络面)。作业:5.9;5.11;5.13;5.14;5.16