《振动与波动第4讲——波的能量 能流密度 惠更斯原理 波的干涉》由会员分享，可在线阅读，更多相关《振动与波动第4讲——波的能量 能流密度 惠更斯原理 波的干涉（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、振动与波动第4讲波的能量 能流密度 惠更斯原理 波的干涉主要内容四、惠更斯原理四、惠更斯原理三、波的能量和能流三、波的能量和能流五、波的干涉五、波的干涉1、波动能量的传播xO xO以固体棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播.一一、波的能量和能流、波的能量和能流2 振动动能2 弹性势能 体积元的总机械能讨 论2 体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能 均最大. 2 体积元的位移最大时，三者均为零.1）在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、 势能、总机械能均随 作周期性变化，且变 化是同相位的.2） 任一体积元都在不断地接收和放出能量， 即不断地传播能量 .任一体积元的机械能不守恒 . 波动是能
2、量传递的一种方式 . 能量密度：单位体积介质中的波动能量.平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值.2、 波的能流和能流密度 能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量. 平均能流： 能流密度( 波的强度 ) : 通过垂直于波传播方向的单 位面积的平均能流. udtS振幅的衰减：3、波的吸收 OX强度的衰减：球 面 波平 面 波介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波 的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络面就 是新的波前.1、惠更斯原理O二二、惠更斯原理惠更斯原理波的衍射水波通过狭缝后的衍射波在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物 的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播.2、波的衍射波在传播
3、过程中遇到小颗粒，将以小颗粒为中 心发出球面子波，沿各个方向传播。3、波的散射CDABE折射时反射时4、波的反射和折射1、波的叠加原理2 几列波相遇之后， 仍然保持它们各自原有的特征 （频率率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来 的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样. 2 在相遇区域内任一点的振动，为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和.三三、波的干涉、波的干涉频率相同、振动方向平行、相位相同或相位差 恒定的两列波相 遇时，使某些地 方振动始终加强，而使另一些地 方振动始终减弱 的现象，称为波 的干涉现象.2、 波的干涉*波源振动点P 的两个分振动1）频率相同； 2）振动方
4、向平行；3）相位相同或相位差恒定. 波的相干条件 *点P 的两个分振动常量讨 论1 ) 合振动的振幅（波的强度）在空间各点的分布 随位置而变，但是稳定的.其他振动始终加强振动始终减弱2 )波程差若 则振动始终减弱振动始终加强其他3 )讨 论运动的带电粒子可向四周发射出电磁波，当带电 粒子在某一均匀介质中的匀速直线运动速度大于该电 磁波在此介质中的传播速度时，这种电磁波称为切仑 柯夫辐射。将带电粒子视为波的点辐射源，则由惠更 斯原理可知, 切仑柯夫辐射的波前的几何形状如何？例1：.解：OO1时粒子 在O 点发出球面 波， 时在O1发 出球面波 . 时刻粒子位于S .S设粒子速度为 电磁波速度为
5、时刻各球面波的半径为所以各球面波前的包络面为一圆锥面(马赫锥)。则 例2：波源位于同一介质中的A、B两点，其振幅相等，频率皆为100Hz，B的相位比A超前，若A、B相距30m，波速为400m/s.求AB连线因干涉而静止的各点的位置.解：取A点为坐标原点，AB连线的方向为x轴正方向。(1) AB 中的点P，令AP = x ，则BP =30 - x。由题意知: 根据干涉相消条件，可知 因而有 所以AB上因干涉而静止的点为： （2）在A点左侧： 干涉相长 （3）在B点右侧： 干涉相消 所以在AB两点之外没有因干涉而静止的点。作作 业业复复 习：习：本讲本讲做做 习习 题题 7.147.14、7.157.15、7.177.17；预预 习习 7.6-7.8 7.6-7.8
