第十一章 机械波和电磁波VIP免费

第十一章机械波和电磁波•11-1机械波的产生和传播•11-2平面简谐波的波函数•11-3波动方程波速•11-4波的能量波的强度•11-7惠更斯原理波的衍射、反射和折射•11-8波的叠加原理波的干涉驻波波动：振动在空间的传播过程叫做波动波动是一种重要的运动形式机械波（水波、声波、地震波…）电磁波（无线电波、光、X-ray…）种类:*机械波：机械扰动的传播。内容:(1)波动的基本概念；(2)与波的传播特性有关的原理、现象和规律；(3)与波的叠加特性有关的原理、现象和规律。各种波的本质不同，传播机理不同，但其基本传播规律相同本章讨论：机械波的特征和有关规律,介绍电磁波的发射和传播过程中的规律第十一章机械波和电磁波•11-1机械波的产生和传播•11-2平面简谐波的波函数•11-3波动方程波速•11-4波的能量波的强度•11-7惠更斯原理波的衍射、反射和折射•11-8波的叠加原理波的干涉驻波一、机械波产生的条件机械波：机械振动(波源)在弹性介质中的传播过程（水波、声波、地震波…）,弹性媒质的质元之间以弹性力相联系。传播特征：由近及远传播振动状态。机械波产生的两个条件：波源，媒质xy如：振动沿一细绳的传播。二、横波和纵波横波：质点的振动方向和波动的传播方向垂直。纵波：质点的振动方向和波动的传播方向相平行。波形特征：存在波峰和波谷，波形特征：存在相间的稀疏和稠密区域，如细绳上的波。如声波、弹簧波等。振动方向传播方向弹簧中的纵波三、波的传播1.波是振动状态的传播··························································048121620t=0t=T/4t=T/2··········································t=3T/4·························t=T弹性绳上的横波几点结论：(1)质元并未“随波逐流”。波的传播不是媒质质元的传播。(2)“上游”的质元依次带动“下游”的质元振动。(3)某时刻某质元的振动状态将在较晚时刻于“下游”某处出现——波是振动状态的传播。(4)同相点----质元的振动状态相同。相邻的同相点间的距离叫做波长，相位差2。2.波是相位的传播·由于振动状态是由相位决定的，“振动状态的传播”也可说成是“相位的传播”某时刻某点的相位将在较晚时刻重现于“下游”某处于是沿波的传播方向，各质元的相位依次落后x2··abxxu传播方向b点和a点的相位比较即a点在t时刻的相位(或振动状态)经t的时间传给了与它相距为x的b点，orb点在t+t时刻的相位(或振动状态)与a点在t时刻的情况相同(即波的传播速度)。xt图中b点比a点的相位落后4、波形曲线(波形图)yoxut波形曲线3.波是能量的传播质元的振动动能、质元间的弹性势能四、波阵面和波（射）线波线：表示波的传播方向的有向线段。波阵面：振动位相相同的点所构成的面。波前：最前面的那个波阵面。平面波波线波面球面波各向同性介质中，波线与波阵面处处垂直。远离波源处，很小区域内的波阵面可看作平面波。虚构的面和线五、波长、频率和波速间的关系2.周期T：波前进一个波长的距离所需的时间。频率：T1角频率：1.波长：沿波的传播方向两相邻同位相点之间的距离等于波源的振动周期。3.波速u(相速)：振动状态或位相在空间的传播速度。Tuu一般取决于媒质的性质(弹性和惯性)。T22例1频率为3000Hz的声波，以1560m/s的传播速度沿一波线传播，经过波线上的A点后，再经13cm而传至B点。求(1)B点的振动比A点落后的时间。(2)波在A、B两点振动时的相位差是多少？(3)设波源作简谐振动，振幅为1mm，求振动速度的幅值，是否与波的传播速度相等？(1)波的周期：s300011T波长：cm52m52.0u解：(2)A、B两点相差，B点比A点落后的相差为45213224(3)振幅A=1mm，则振动速度的幅值为m/s8.18cm/s1088.13mAv振动速度是交变的，其幅值为18.8m/s，远小于波速。B点比A点落后的时间为：s1200011056.113.03即。4TEx.已知t=0时刻的波形曲线如下图，(1)画出t+(T/4)，t+(T/2)，t+(3T/4)各时刻的波形...