高二物理競(jìng)賽波的能量波的強(qiáng)度課件

波是振動(dòng)狀態(tài)的傳播，相位的傳播，外觀上有波形在傳播?！?2-3波的能量隨著波的傳播能量也在傳播。

對(duì)于“流動(dòng)著”的能量，要由能量密度和能流密度兩個(gè)概念來(lái)描述。

波在彈性媒質(zhì)中傳播時(shí)，各質(zhì)元都在振動(dòng)。每個(gè)質(zhì)元，有振動(dòng)速度而具有振動(dòng)動(dòng)能；因發(fā)生形變而具有形變勢(shì)能，兩者之和稱此媒質(zhì)中彈性波的能量。一、波動(dòng)能量的傳播以固體棒中傳播的縱波為例分析波動(dòng)能量的傳播.xOxO

振動(dòng)動(dòng)能

彈性勢(shì)能xOxO由彈性力關(guān)系式縱波楊氏模量則形變勢(shì)能可寫(xiě)成振動(dòng)動(dòng)能振動(dòng)勢(shì)能體積元的總機(jī)械能

在波傳播過(guò)程中，任一媒質(zhì)元在任意時(shí)刻或任意振動(dòng)狀態(tài)下，動(dòng)能和勢(shì)能不僅相等，而且是同步變化?？倷C(jī)械能隨時(shí)間作周期性變化，與簡(jiǎn)諧振動(dòng)系統(tǒng)不同。1）在波動(dòng)傳播的媒質(zhì)中，任一體積元的動(dòng)能、勢(shì)能、總機(jī)械能均隨作周期性變化，且變化是同相位的.2）任一體積元都在不斷地接收和放出能量，即不斷地傳播能量.任一體積元的機(jī)械能不守恒.波動(dòng)是能量傳遞的一種方式.結(jié)論3）正、負(fù)最大位移處，速度為零，形變?yōu)榱悖瑒?dòng)能、勢(shì)能和總機(jī)械能均為零。平衡位置處，速度最大，形變最大，動(dòng)能、勢(shì)能和總機(jī)械能均為最大。x密部疏部能量密度：?jiǎn)挝惑w積介質(zhì)中的波動(dòng)能量.平均能量密度：能量密度在一個(gè)周期內(nèi)的平均值.機(jī)械波的能量與振幅的平方、頻率的平方成正比，與介質(zhì)的密度成正比。二、能流密度波的強(qiáng)度

能流：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)垂直通過(guò)某一面積的能量.平均能流：能流密度

(波的強(qiáng)度)：通過(guò)垂直于波傳播方向的單位面積的平均能流.uS例1

證明如果沒(méi)有能量損失，在均勻介質(zhì)中傳播的平面波的振幅保持不變。解：取兩個(gè)相等的面積，能量守恒由于所以

例2

證明球面波的振幅與離開(kāi)其波源的距離成反比.證介質(zhì)無(wú)吸收，通過(guò)兩個(gè)球面的平均能流相等.例5如圖所示為一平面簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻波形圖，該波的波速，畫(huà)出p點(diǎn)的振動(dòng)曲線。o0.1p10解：P點(diǎn)的振動(dòng)方程o0.1p10時(shí)刻，p點(diǎn)