能量惠更斯原理干涉

能量惠更斯原理干涉第一頁，共十七頁，2022年，8月28日考慮右行波:(左行波一樣)波動(dòng)方程：四、平面波的動(dòng)力學(xué)微分方程第二頁，共十七頁，2022年，8月28日一、能量、能量密度（以平面簡(jiǎn)諧波為例）波傳播到該質(zhì)元時(shí)它具有動(dòng)能和勢(shì)能動(dòng)能：勢(shì)能：(P175)總能量：§7.3波的能量能流(形變)1.任一質(zhì)元的能量思考：各質(zhì)元的機(jī)械能是否守恒？第三頁，共十七頁，2022年，8月28日2.能量密度：平均能量密度:與頻率及振幅的平方成正比!二、能流、能流密度能流：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過某個(gè)面積S的能量Sdx平均能流：第四頁，共十七頁，2022年，8月28日2.能流密度：通過單位垂直面積的能流平均能流密度（波的強(qiáng)度）：思考：哪個(gè)量最基本？將能量、能流與電量、電流作一對(duì)比第五頁，共十七頁，2022年，8月28日三、波的吸收：媒質(zhì)吸收一部分波動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，稱為波的吸收（吸收規(guī)律自己看P177—178）第六頁，共十七頁，2022年，8月28日一、惠更斯原理媒質(zhì)中波傳播到的各點(diǎn)，都可以看作是發(fā)射子波（次波）的波源；在其后的任一時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)面就是新的波陣面包絡(luò)面：連接所有子波波陣面的切面解決波的傳播問題實(shí)用而有效的定性方法7.4惠更斯原理極其應(yīng)用作圖法確定波的傳播的方法！第七頁，共十七頁，2022年，8月28日二、惠更斯原理解釋波的傳播規(guī)律1.波在均勻媒質(zhì)中按直線傳播：P179圖7.17即波陣面不變形，波射線為直線2.波在兩種媒質(zhì)界面上：反射和折射定律3.波的衍射（1）波遇到障礙物時(shí)，會(huì)偏離原來的傳播方向，繞到障礙物的背后；（2）障礙物（或孔）的尺寸越小，衍射越明顯。第八頁，共十七頁，2022年，8月28日一、波的迭加原理（波的獨(dú)立傳播原理）思考：波和粒子有何異同？§7.5波的迭加原理波的干涉（1）兩列波相遇時(shí)將保持各自特性（n、l、振動(dòng)方向、傳播方向）繼續(xù)傳播，互不干擾；（2）相遇區(qū)域各點(diǎn)的實(shí)際振動(dòng)是幾列波分別引起的振動(dòng)的迭加考慮兩列頻率相同、振動(dòng)方向一致的波的迭加第九頁，共十七頁，2022年，8月28日二、波的干涉兩列波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)：S1S2r2r1P合振動(dòng)：振幅：波強(qiáng)：相位差：第十頁，共十七頁，2022年，8月28日d=r2-r1：波程差1.波源的初相位不確定：則：討論：結(jié)論：不相干波的迭加表現(xiàn)為波強(qiáng)的相加定義：兩列初相差不恒定的波稱為不相干波不相干迭加的例子？第十一頁，共十七頁，2022年，8月28日只與空間位置有關(guān)2.初相差恒定，即：在某些位置：則：振動(dòng)加強(qiáng)！某些位置：則：振動(dòng)減弱！討論：若，振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的條件？第十二頁，共十七頁，2022年，8月28日結(jié)論：（1）相干波的迭加表現(xiàn)為振幅的加減；定義：兩列頻率相同、振動(dòng)方向一致且初相差恒定的波稱為相干波（2）相干波相遇的區(qū)域，會(huì)形成某些地方振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些地方振動(dòng)始終減弱的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為波的干涉；(干涉圖樣見P181)（3）相干波迭加區(qū)域，能量集中于某些通道向外傳播；不相干波迭加區(qū)域，能量均勻向外傳播。第十三頁，共十七頁，2022年，8月28日例1：設(shè)B、C兩點(diǎn)波源的振動(dòng)表達(dá)式分別為：它們產(chǎn)生的波在P點(diǎn)相遇，已知：u=20cm/s，PB=40cm，PC=50cm。求兩波傳到P處的位相差和合振動(dòng)的振幅。解：BCr1r2PA=A1+A2=0.2cm第十四頁，共十七頁，2022年，8月28日例2：兩相干波源S1、S2相距四分之一波長(zhǎng)，S1比S2超前p/2,設(shè)兩波在S1，S2連線上的強(qiáng)度相等且不隨距離變化，問在S1、S2連線上S1外側(cè)和S2外側(cè)各點(diǎn)處的合成波的振幅和強(qiáng)度求：S1、S2外側(cè)的A、I已知：A1=A2=A0,

S1S2=l/4，f20-f10=-p/2xS1S2解：（1）S1外側(cè)P第十五頁，共十七頁，2022年，8月28日（2）S2外側(cè)xS1S2S1外側(cè)無振動(dòng)，S2外側(cè)振動(dòng)加強(qiáng)；能量?jī)H向右傳播思考：（1）若，結(jié)果如何？（2）S1S2之間各點(diǎn)振動(dòng)情況？Q第十六頁，共十七頁，2022年，