高二物理競(jìng)賽機(jī)械波-駐波 課件

一駐波的產(chǎn)生

兩列振幅相同的相干波，在同一直線上沿相反方向傳播時(shí)疊加而形成的一種特殊的干涉現(xiàn)象.

駐波駐波的振幅與位置有關(guān)二駐波方程正向負(fù)向各質(zhì)點(diǎn)都在作同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

駐波方程討論10相鄰波腹（節(jié)）間距

相鄰波腹和波節(jié)間距

1）振幅

隨x

而異，與時(shí)間無(wú)關(guān).波腹波節(jié)2）相鄰兩波節(jié)之間質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)同相位，任一波節(jié)兩側(cè)振動(dòng)相位相反，在波節(jié)處產(chǎn)生

的相位躍變.（與行波不同，無(wú)相位的傳播）.為波節(jié)例三相位躍變（半波損失）

當(dāng)波從波疏介質(zhì)垂直入射到波密介質(zhì)，被反射到波疏介質(zhì)時(shí)形成波節(jié).入射波與反射波在此處的相位時(shí)時(shí)相反,即反射波在分界處產(chǎn)生的相位躍變，相當(dāng)于出現(xiàn)了半個(gè)波長(zhǎng)的波程差，稱半波損失.波密介質(zhì)較大波疏介質(zhì)較小

當(dāng)波從波密介質(zhì)垂直入射到波疏介質(zhì)，被反射到波密介質(zhì)時(shí)形成波腹.入射波與反射波在此處的相位時(shí)時(shí)相同，即反射波在分界處不產(chǎn)生相位躍變.波密介質(zhì)較大四駐波的能量

駐波的能量在相鄰的波腹和波節(jié)間往復(fù)變化，在相鄰的波節(jié)間發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能間的轉(zhuǎn)換，動(dòng)能主要集中在波腹，勢(shì)能主要集中在波節(jié)，但無(wú)長(zhǎng)距離的能量傳播.ABC波節(jié)波腹位移最大時(shí)平衡位置時(shí)15.5波的衍射

15.5.1惠更斯—菲涅耳原理

惠更斯原理：介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)，都可以看成是發(fā)射子波的波源，其后的任一時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)面就是新的波陣面。

惠更斯—菲涅耳原理：介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)，都可以看成是發(fā)射子波的波源，其后的任一時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)面就是新的波陣面，波陣面上的每一點(diǎn)不僅可以看成是發(fā)射子波的波源，而且這些子波波源是相干波源，它們發(fā)出的子波是相干波，相干波的干涉決定波的強(qiáng)度。水面波的衍射15.5波的衍射

15.5.2波的衍射

當(dāng)波長(zhǎng)與障礙物可比擬的時(shí)候，波就可以繞過(guò)障礙物而傳播，并且子波的包跡組成新的波振面15.5波的衍射

15.5.3波的反射和折射反射：因?yàn)樵谕唤橘|(zhì)中波速相同，所以有折射：在兩種介質(zhì)中相等時(shí)間內(nèi)有A1A2E1E2A1A2E1E215.6多普勒效應(yīng)當(dāng)觀察者與波源之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者所測(cè)得的頻率不同于波源頻率的現(xiàn)象，稱為多普勒效應(yīng)。

設(shè)觀察者和波源在同一直線上運(yùn)動(dòng)波在媒質(zhì)中的傳播速率（取決于媒質(zhì)的性質(zhì)，與波源運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)）u波源相對(duì)于媒質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速率先明確幾個(gè)頻率概念波源在單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)n（1）波源的頻率（3）波的頻率n單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)介質(zhì)中某點(diǎn)的整波的個(gè)數(shù)觀察者相對(duì)于媒質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速率單位時(shí)間內(nèi)接收到的次數(shù)（2）觀察者接收的頻率nR分別討論下述四種情況觀察者所測(cè)得的nRVRVS（1）（2）相對(duì)于介質(zhì)波源靜止、觀察者運(yùn)動(dòng).相對(duì)于介質(zhì)觀察者靜止、波源運(yùn)動(dòng)（3）相對(duì)于介質(zhì)波源和觀察者同時(shí)運(yùn)動(dòng)15.6多普勒效應(yīng)1.相對(duì)于介質(zhì)波源靜止觀察者以成向波源運(yùn)動(dòng)。vR如果波源靜止觀察者背離波源運(yùn)動(dòng)，觀察者測(cè)得的頻率為1()uvRn觀察者每秒接收到的整波數(shù)，即觀察者測(cè)得的頻率為lTuu+u+1()+u觀察者測(cè)得的頻率是波源的振動(dòng)頻率的倍。1()+unRvR0sul波源的振動(dòng)頻率觀察者測(cè)得的頻率vRnVRVRVRnVRVSVR1.相對(duì)于介質(zhì)觀察者靜止、波源以運(yùn)動(dòng)。vs213213132一列等間距的小石子等時(shí)先后落入水中，先看一個(gè)普通現(xiàn)象波陣面分布是一系列偏心圓。它們所激起的水波的（點(diǎn)擊鼠標(biāo)）激勵(lì)的移動(dòng)方向波面間距較窄波面間距較寬若在空氣中有一個(gè)振動(dòng)頻率恒定的定向運(yùn)動(dòng)聲源，它所激起的聲波的波陣面分布，則是一系列偏心球面。2.相對(duì)于介質(zhì)觀察者靜止、波源以運(yùn)動(dòng)。0suvsTTvsTTllll波源的振動(dòng)頻率波速取決于媒質(zhì)的性質(zhì)，與波源是否運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。u波源振動(dòng)一周，波陣球面向外傳播一個(gè)波長(zhǎng)，波源同時(shí)向右移動(dòng)，lT在運(yùn)動(dòng)方向上波陣面分布變密，相當(dāng)于波長(zhǎng)變短，其等效值vsTTllll。觀察者測(cè)得的頻率nR位于右方的觀察者每秒接收到的整波數(shù)，即觀察者測(cè)得的頻率為luTulTuTu()uunR如果波源以速度離開(kāi)觀察者，觀察者測(cè)得的頻率為()uu+nRVRVSVSVSVSVSVSVSVSnnnVSVS3.相對(duì)于介質(zhì)波源和觀察者同時(shí)運(yùn)動(dòng)suvsTTllll波源的振動(dòng)頻率觀察者測(cè)得的頻率當(dāng)波源和觀察者同時(shí)相向運(yùn)動(dòng)時(shí)這時(shí)觀察者每秒接收到的整波數(shù)，由觀察者的運(yùn)動(dòng)和波源運(yùn)動(dòng)兩種因素同時(shí)決定，觀察者測(cè)得的頻率為nRnul+TulTTu+u+()uu+nRn當(dāng)波源和觀察者同時(shí)相背運(yùn)動(dòng)時(shí)()uu+nnRVSVRVSVRVRVRVRVSVSVSVSVR結(jié)果歸納vssnuv0vssun多普勒效