復(fù)習(xí)課件及試題物理下2015振動與波0510

1、University PhysicsXian Jiaotong UniversityZhongfeng Xu 10 / 29 / 2015 波的強(qiáng)度：相長相消演示實驗13-5 駐波 （Standing Wave )滿足相干條件形成波的干涉駐波兩列等振幅相干波沿相反方向傳播時疊加而形成駐波一. 弦線上的駐波演示實驗 駐波中，一些媒質(zhì)點始終保持靜止，一些媒質(zhì)點卻始終保持振動最大。二. 駐波的定量分析設(shè)兩頻率相同，振幅相同，初相相同的右行和左行波：合成波的波函數(shù)為：駐波方程振動方程結(jié)論：駐波實質(zhì)上是一種特殊的振動，不是行波。分析駐波波函數(shù)： 波腹 (wave loop) 波節(jié) (wave node)

2、波腹：波節(jié)： 相鄰波腹間的距離： 相鄰波節(jié)間的距離： 所有波節(jié)點將媒質(zhì)劃分為長的許多段，每段中各質(zhì)點振動振幅不同，但相位相同；而相鄰段間各質(zhì)點的振動相位相反。沒有能量的定向傳播勢能動能勢能 駐波能量只是在波節(jié)和波腹之間，進(jìn)行動能和勢能的轉(zhuǎn)化。半波損失 ( half-wave loss )： 例：反射點為波節(jié)點，表明入射波與反射波是反相的。 相當(dāng)于入射波與反射波之間附加了半波長的波程差。有半波損失（波節(jié)）無半波損失（波腹）入射波反射波透射波 透射波沒有半波損失 反射波的波形反射波弦線長必須滿足：才能形成駐波。簡正模式：特定的振動方式稱為系統(tǒng)的簡正模式。入射波駐波頻率為：基頻諧頻結(jié)論： 一個駐波系

3、統(tǒng)有許多個固定頻率。這和彈簧振子只有一個固定頻率不同。(2) 以B為坐標(biāo)原點求合成波，并分析波節(jié)，波腹的位置坐標(biāo)。平面簡諧波 t 時刻的波形如圖，此波波速為 u ，沿x 方向傳播，振幅為A，頻率為 v 。(1) 以 B 為反射點，且為波節(jié)，若以 B 為 x 軸坐標(biāo)原點，寫出入射波，反射波函數(shù)；例解(1)求Bxy(2)波腹波節(jié)BxyD若以圖示D 為原點，情況又如何？以D 為原點BxyDx0對于反射波波腹波節(jié)13-6 多普勒效應(yīng)（The Dopple effect） 由于觀察者（接收器）或波源、或二者同時相對媒質(zhì)運動，使觀察者接收到的頻率與波源發(fā)出的頻率不同的現(xiàn)象。觀察者（靜止、運動）波源（靜止、

4、運動）一. 波源靜止，觀察者運動觀察者彼此遠(yuǎn)離彼此靠近Dopple RedshiftDopple Blueshift二. 觀察者靜止，波源運動S 運動的前方波長變短遠(yuǎn)離靠近u觀察者三. 波源和觀察者同時運動波源和觀察者相向運動時符號為(+)，背離運動時符號為(-)。討論:(1) 若波源和觀測者的運動方向不在二者連線上 O Ssovsvo有縱向多普勒效應(yīng);無橫向多普勒效應(yīng)(2) 電磁波的多普勒效應(yīng) OSv縱向效應(yīng)橫向效應(yīng)(3) 時，多普勒效應(yīng)失去意義，此時,形成沖擊波。馬赫角(4) 應(yīng)用:測速、測距。聲障多普勒效應(yīng)的應(yīng)用:監(jiān)測車輛行駛速度測量血液流速一警笛發(fā)射頻率為1500 Hz 的聲波，并以2

5、2 m/s 的速度向某一方向運動，一人以6 m/s 的速度跟蹤其后。觀察者接收到的頻率( 波源和觀察者同時運動 ) ：警笛后方空氣中聲波的頻率( 觀察者靜止，波源運動 ):警笛后方空氣中聲波的波長:例解該人聽到的警笛發(fā)出的聲音的頻率以及在警笛后方空氣中聲波的波長？求一頻率為1 kHz的聲源，以 vs=34 m/s 的速率向右運動。在聲源的右方有一反射面，以 v1=68 m/s 的速率向左運動。設(shè)聲波的速度為 u=340m/s. 例(1) 聲源所發(fā)出的聲波在空氣中的波長；求(2) 每秒內(nèi)到達(dá)反射面的波數(shù);(3) 反射波在空氣中的波長.(1) 在聲源的右側(cè)，相對空氣靜止的觀察者接收到的頻率：解在聲源的左側(cè)聲波在空氣中的波長: Svsv1(2) 反射面作為接收者測到的頻率：(3) 反射波在空氣中的頻率：反射波在空氣中的波長: Svsv1一固定的超聲波波源發(fā)出頻率為v0=100 kHz 的超聲波.當(dāng)一汽車迎面駛來時,在超聲波所在處收到了從汽車反射回來的超聲波其頻率為v