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文檔簡介

1、機械波的能量 波動能量的傳播 當機械波在媒質(zhì)中傳播時，媒質(zhì)中各質(zhì)點均在其平衡位置附近振動，因而具有振動動能. 同時，介質(zhì)發(fā)生彈性形變，因而具有彈性勢能. xOxO以固體棒中傳播的縱波為例分析波動能量的傳播. 機械波的能量 振動動能xOxO平面簡諧縱波在直棒中傳播：1.動能長變楊氏模量 2.彈性勢能xOxO彈簧伸長 時彈簧的彈力：彈性勢能： 體積元的總機械能 體積元在平衡位置時，動能、勢能和總機械能均最大. 體積元的位移最大時，三者均為零. 1）在波動傳播的媒質(zhì)中，任一體積元的動能、 勢能、總機械能均隨 作周期性變化，且變化是同相位的.ABCBACDE從波形圖理解動能與勢能同相變化 2） 任一體

2、積元都在不斷地接收和放出能量，即不斷地傳播能量 . 任一體積元的機械能不守恒 . 波動是能量傳遞的一種方式 . 能量密度：單位體積介質(zhì)中的波動能量.平均能量密度：能量密度在一個周期內(nèi)的平均值.結(jié)論：機械波的能量與振幅的平方、頻率的平方以及介質(zhì)的密度成正比。1、能流：3、平均能流密度（波的強度）：單位時間內(nèi)垂直通過介質(zhì)中某一面積的能量。單位面積上通過的平均能流2、平均能流：波的強度與振幅的平方成正比 能流和能流密度1)平面波S1S2A不變!2)球面波S1r1S2r2球面波表達式：式中a 為波在離原點單位距離處振幅的數(shù)值。 例 證明球面波的振幅與離開其波源的距離成反比，并求球面簡諧波的波函數(shù).證

3、介質(zhì)無吸收，通過兩個球面的平均能流相等.式中 為離開波源的距離， 為 處的振幅.波在傳播過程中，振幅越來越小，稱為波的衰減。波的吸收和衰減（選講） 水波通過狹縫后的衍射 惠 更 斯 原 理球 面 波平 面 波 介質(zhì)中波動傳播到的各點都可以看作是發(fā)射子波的波源，而在其后的任意時刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前. 惠更斯原理O 波的衍射 水波通過狹縫后的衍射 波在傳播過程中遇到障礙物時，能繞過障礙物的邊緣，在障礙物的陰影區(qū)內(nèi)繼續(xù)傳播. 波的衍射N界面 波的反射和折射RN界面IL用惠更斯原理證明.2） 1）反射線、入射線和界面的法線在同一平面內(nèi)；反射定律i i i A1A2A3B2B3B1NNAId時刻 tB2B3B1NNAIBL時刻 t+t 波的折射 用惠更斯原理證明.時刻 ti i i A1A2A3B2B3B1NNAId1）折射線、入射線和界面的法線在同一平面內(nèi)；2） N界面RN界面IL時刻 t+tB2B3B1

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