§104-波的能量-平均能流密度課件

§10.4波的能量*平均能流密度對(duì)于“流動(dòng)著”的能量，要由能量密度和能流密度兩個(gè)概念來描述。波在彈性媒質(zhì)中傳播時(shí)，各質(zhì)元都在振動(dòng)。每個(gè)質(zhì)元，有振動(dòng)速度而具有振動(dòng)動(dòng)能；因發(fā)生形變而具有形變勢(shì)能，兩者之和稱此媒質(zhì)中彈性波的能量。波是振動(dòng)狀態(tài)的傳播，相位的傳播，同時(shí)也是能量的傳播.§10.4波的能量*平均能流密度對(duì)于“流動(dòng)著1一、波的能量分布以固體中傳播的橫波為例分析波動(dòng)能量的傳播.取一微小體元dV:位移：振動(dòng)速度：體元?jiǎng)幽埽阂?、波的能量分布以固體中傳播的橫波為例分析波動(dòng)能量的傳播.取2一、波的能量分布位移：切應(yīng)變：體元?jiǎng)菽埽后w元總能：一、波的能量分布位移：切應(yīng)變：體元?jiǎng)菽埽后w元總能：31、分布規(guī)律1）在波動(dòng)傳播的媒質(zhì)中，任一體積元的動(dòng)能、勢(shì)能、總機(jī)械能均隨作周期性變化，且變化是同相位的.1、分布規(guī)律1）在波動(dòng)傳播的媒質(zhì)中，任一體積元的動(dòng)能、勢(shì)能4分布規(guī)律xy速度大,形變大速度小,形變小正、負(fù)最大位移處，速度為零，形變?yōu)榱?，?dòng)能、勢(shì)能和總機(jī)械能均為零。平衡位置處，速度最大，形變最大，動(dòng)能、勢(shì)能和總機(jī)械能均為最大。分布規(guī)律xy速度大,形變大速度小,形變小正、負(fù)最大位移處，速5分布規(guī)律2）任一體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(jī)械能不守恒.波動(dòng)是能量傳遞的一種方式.分布規(guī)律2）任一體積元都在不斷地接收和放出能量，即不斷地傳播62、能量密度與平均能量密度能量密度：?jiǎn)挝惑w積介質(zhì)中的波動(dòng)能量.平均能量密度：能量密度在一個(gè)周期內(nèi)的平均值.2、能量密度與平均能量密度能量密度：?jiǎn)挝惑w積介質(zhì)中的波動(dòng)能量7二、平均能流密度能流：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)垂直通過某一面積的能量.平均能流：平均能流密度(波的強(qiáng)度)：通過垂直于波傳播方向的單位面積的平均能流.uS二、平均能流密度能流：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)垂直通過某一面積的能量.平8應(yīng)用I1I2S1S2⑴平面波若媒質(zhì)不吸收能量,顯然：r1r2r⑵球面波若媒質(zhì)不吸收能量,顯然：表明振幅與距離成反比球面簡(jiǎn)諧波方程可寫作：應(yīng)用I1I2S1S2⑴平面波若媒質(zhì)不吸收能量,顯然：r9隨堂小議（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.7×10-3J·s-1。結(jié)束選擇請(qǐng)?jiān)诜庞碃顟B(tài)下點(diǎn)擊你認(rèn)為是對(duì)的答案隨堂小議

一平面簡(jiǎn)諧波的頻率為300Hz。波速為340m·s-1,在截面積為3.0×10-2m2的管內(nèi)空氣中傳播,若在10s內(nèi)通過該面的能量為2.7×10-2J。則波強(qiáng)（能流密度）為隨堂小議（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.710小議鏈接1（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.7×10-3J·s-1。結(jié)束選擇請(qǐng)?jiān)诜庞碃顟B(tài)下點(diǎn)擊你認(rèn)為是對(duì)的答案隨堂小議

一平面簡(jiǎn)諧波的頻率為300Hz。波速為340m·s-1,在截面積為3.0×10-2m2的管內(nèi)空氣中傳播,若在10s內(nèi)通過該面的能量為2.7×10-2J。則波強(qiáng)（能流密度）為小議鏈接1（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.11三、波的反射和透射ApAiArZ1Z2反射波與入射波：在同一媒質(zhì)，頻率、波長(zhǎng)、波速不變；

若Z1,Z2相差無(wú)幾，則主要是透射；若Z1,Z2相差懸殊，則主要是反射。透射波與入射波：在不同媒質(zhì)中，頻率雖然相同，但波速、波長(zhǎng)不同。三、波的反射和透射ApAiArZ1Z2反射波與入射波：在同一12半波損失波密波疏⑴波由波密媒質(zhì)射向波疏媒質(zhì),在邊界處，反射波與入射波相位相同,如自由端反射⑵波由波疏媒質(zhì)射向波密媒質(zhì)，在邊界處，反射波與入射波相位相反,可認(rèn)為反射波相位比入射波落后π,相當(dāng)損失半個(gè)波長(zhǎng)如固定端反射半波損失波波⑴波由波密媒質(zhì)射向波疏媒質(zhì),在邊界處，⑵波13動(dòng)畫動(dòng)畫14§104--波的能量--平均能流密度課件15§10.4波的能量*平均能流密度對(duì)于“流動(dòng)著”的能量，要由能量密度和能流密度兩個(gè)概念來描述。波在彈性媒質(zhì)中傳播時(shí)，各質(zhì)元都在振動(dòng)。每個(gè)質(zhì)元，有振動(dòng)速度而具有振動(dòng)動(dòng)能；因發(fā)生形變而具有形變勢(shì)能，兩者之和稱此媒質(zhì)中彈性波的能量。波是振動(dòng)狀態(tài)的傳播，相位的傳播，同時(shí)也是能量的傳播.§10.4波的能量*平均能流密度對(duì)于“流動(dòng)著16一、波的能量分布以固體中傳播的橫波為例分析波動(dòng)能量的傳播.取一微小體元dV:位移：振動(dòng)速度：體元?jiǎng)幽埽阂?、波的能量分布以固體中傳播的橫波為例分析波動(dòng)能量的傳播.取17一、波的能量分布位移：切應(yīng)變：體元?jiǎng)菽埽后w元總能：一、波的能量分布位移：切應(yīng)變：體元?jiǎng)菽埽后w元總能：181、分布規(guī)律1）在波動(dòng)傳播的媒質(zhì)中，任一體積元的動(dòng)能、勢(shì)能、總機(jī)械能均隨作周期性變化，且變化是同相位的.1、分布規(guī)律1）在波動(dòng)傳播的媒質(zhì)中，任一體積元的動(dòng)能、勢(shì)能19分布規(guī)律xy速度大,形變大速度小,形變小正、負(fù)最大位移處，速度為零，形變?yōu)榱?，?dòng)能、勢(shì)能和總機(jī)械能均為零。平衡位置處，速度最大，形變最大，動(dòng)能、勢(shì)能和總機(jī)械能均為最大。分布規(guī)律xy速度大,形變大速度小,形變小正、負(fù)最大位移處，速20分布規(guī)律2）任一體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(jī)械能不守恒.波動(dòng)是能量傳遞的一種方式.分布規(guī)律2）任一體積元都在不斷地接收和放出能量，即不斷地傳播212、能量密度與平均能量密度能量密度：?jiǎn)挝惑w積介質(zhì)中的波動(dòng)能量.平均能量密度：能量密度在一個(gè)周期內(nèi)的平均值.2、能量密度與平均能量密度能量密度：?jiǎn)挝惑w積介質(zhì)中的波動(dòng)能量22二、平均能流密度能流：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)垂直通過某一面積的能量.平均能流：平均能流密度(波的強(qiáng)度)：通過垂直于波傳播方向的單位面積的平均能流.uS二、平均能流密度能流：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)垂直通過某一面積的能量.平23應(yīng)用I1I2S1S2⑴平面波若媒質(zhì)不吸收能量,顯然：r1r2r⑵球面波若媒質(zhì)不吸收能量,顯然：表明振幅與距離成反比球面簡(jiǎn)諧波方程可寫作：應(yīng)用I1I2S1S2⑴平面波若媒質(zhì)不吸收能量,顯然：r24隨堂小議（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.7×10-3J·s-1。結(jié)束選擇請(qǐng)?jiān)诜庞碃顟B(tài)下點(diǎn)擊你認(rèn)為是對(duì)的答案隨堂小議

一平面簡(jiǎn)諧波的頻率為300Hz。波速為340m·s-1,在截面積為3.0×10-2m2的管內(nèi)空氣中傳播,若在10s內(nèi)通過該面的能量為2.7×10-2J。則波強(qiáng)（能流密度）為隨堂小議（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.725小議鏈接1（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.7×10-3J·s-1。結(jié)束選擇請(qǐng)?jiān)诜庞碃顟B(tài)下點(diǎn)擊你認(rèn)為是對(duì)的答案隨堂小議

一平面簡(jiǎn)諧波的頻率為300Hz。波速為340m·s-1,在截面積為3.0×10-2m2的管內(nèi)空氣中傳播,若在10s內(nèi)通過該面的能量為2.7×10-2J。則波強(qiáng)（能流密度）為小議鏈接1（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.26三、波的反射和透射ApAiArZ1Z2反射波與入射波：在同一媒質(zhì)，頻率、波長(zhǎng)、波速不變；

若Z1,Z2相差無(wú)幾，則主要是透射；若Z1,Z2相差懸殊，則主要是反射。透射波與入射波：在不同媒質(zhì)中，頻率雖然相同，但波速、波長(zhǎng)不同。三、波的反射和透射ApAiArZ1Z2反射波與入射波：在同一27半波損失波