高二物理競賽波的能量課件

波的能量一.彈性波的能量能量密度波的能量=1、以棒內(nèi)簡諧縱波為例說明能量，設(shè)介質(zhì)的密度為，一質(zhì)元的體積為V，中心平衡位置坐標為x平面簡諧波

振動動能+

形變勢能任意時刻振動動能彈性形變勢能為又因為u2=E/，所以上式可寫為即在平面簡諧波中，每一質(zhì)元的動能和彈性勢能是同相地隨時間變化的2、能量密度平均能量密度和介質(zhì)的密度、振幅的平方以及頻率的平方成正比，此結(jié)論對彈性波均成立。二、能流、波的強度1.能流(能通量)能流:P=w能uS能流密度:w能u2.波的強度(I):能流密度的時間平均值w能u=u2A2sin2

(t-x/u)平面簡諧波:平面簡諧波§9.3波的疊加（波的干涉）一.惠更斯原理1.原理

:

媒質(zhì)中波傳到的各點,都可看作開始發(fā)射子波的子波源

(點波源)。

在以后的任一時刻,這些子波面的包絡(luò)面就是實際的波在該時刻的波前。2.應用:t時刻波面

t+t時刻波面波的傳播方向平面波t+t時刻波面ut波傳播方向t時刻波面球面波tt+t二.波的衍射1.現(xiàn)象波傳播過程中當遇到障礙物時,能繞過障礙物的邊緣而傳播的現(xiàn)象。2.作圖可用惠更斯原理作圖比較兩圖三.波的反射和折射1.波的反射(略)2.波的折射

用作圖法求出折射波的傳播方向BC=u1(t2-t1)=ACsini1

AE=u2(t2-t1)=ACsini2媒質(zhì)1媒質(zhì)2折射波傳播方向ACi1i2t1t2BE由圖有波的折射定律

i1--入射角,i2--折射角u1u2四.波傳播的獨立性媒質(zhì)中同時有幾列波時,每列波都將保持自己原有的特性(傳播方向、振動方向、頻率等),不受其它波的影響。

五.波的疊加原理在幾列波相遇而互相交疊的區(qū)域中，某點的振動是各列波單獨傳播時在該點引起的振動的合成。六.駐波兩列相干波沿相反方向傳播而疊加

設(shè)x=0處兩波初相均為0，沿x正向、負向傳播其合成波為駐波的特點：1、振幅：各處不等大，出現(xiàn)了波腹和波節(jié)波腹處波節(jié)處由上可知，相鄰波節(jié)或相鄰波腹之間的距離為λ/2。2、相位：相位中沒有x坐標，沒有相位的傳播同一段上的質(zhì)點的振動同相，而相鄰兩段中的各點的振動反相(氣體火焰駐波)(橋駐波)3、能量:合能流密度為沒有能量的單向傳播4、半波損失★波疏→波密(波密媒質(zhì):ρu大，波疏媒質(zhì):ρu小)，反射波有半波損失，反射點處為波節(jié)；反之則無半波損失，反射點為波腹。★若繩一端固定，繩上有機械波向固定端入射時，繩的固定端必為波節(jié)，故反射波有半波損失；若繩端為自由端，則必為波節(jié)，此時反射波無半波損失。附：聲波1.正常人聽聲范圍(頻率及波的強度)20<<20000Hz.I下

<I<I上oI(W/m2)

20200001000I上