物理課件初審稿-第12章機械波12.的能量

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112.3波的能量一、波的能量和能量密度設繩子的橫截面積為△S，波的傳播速度為u。取波的傳播方向為x軸，繩子的振動方向為y軸，則簡諧波的波函數(shù)為。在繩子上x處取線元△x

，則μ為繩子的質量線密度。1.波的能量y

2該線元的振動速度為(1)線元的動能

在波的傳播過程中，由原長△x

變成△l，形變?yōu)椤鱨-△x

，線兩端受張力T=T1=T2。張力做的功等于線元的勢能y

3用二項式定理展開，并略去高此項，得4(2)線元的勢能(3)線元的總機械能討論(1)

在波動傳播的媒質中，任一線元的動能、勢能、總機械能均隨x,t作周期性變化，且變化是同相位的。5(2)體積元在平衡位置時，動能、勢能和總機械能均最大。(3)體積元的位移最大時，三者均為零。(4)任一線元都在不斷地接收和放出能量，即不斷地傳播能量。任一線元的機械能不守恒，隨t

作周期性變化，所以，波動過程是能量的傳播過程。62.能量密度w

單位體積介質中波的能量。ρ為繩子單位體積的質量。平均能量密度

能量密度在一個周期內(nèi)的平均值。7二、能流密度單位時間內(nèi)，沿波的傳播方向垂直通過單位面積的平均能量。uTS(波的強度)寫成矢量形式為8三、平面波和球面波的振幅1.平面波

（介質不吸收能量）介質不吸收能量一個周期內(nèi)通過兩個面的能量分別為平面波在媒質不吸收的情況下,各處振幅相同。92.球面波一個周期內(nèi)通過兩個球面的能量分別為介質不吸收能量10

設距波源單位距離處波的振幅為A0，則距波源r處的波的振幅則球面簡諧波的波函數(shù)為球面波的振幅隨r增大而減小。11四、波的吸收吸收媒質,實驗表明(1)

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