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)波動方程：四、平面波的動力學微分方程第二頁，共十七頁，2022年，8月28日一、能量、能量密度（以平面簡諧波為例）波傳播到該質(zhì)元時它具有動能和勢能動能：勢能：(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：單位時間內(nèi)通過某個面積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（波的強度）：思考：哪個量最基本？將能量、能流與電量、電流作一對比第五頁，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，都可以看作是發(fā)射子波（次波）的波源；在其后的任一時刻，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，會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）兩列波相遇時將保持各自特性（n、l、振動方向、傳播方向）繼續(xù)傳播，互不干擾；（2）相遇區(qū)域各點的實際振動是幾列波分別引起的振動的迭加考慮兩列頻率相同、振動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點引起的振動：S1S2r2r1P合振動：振幅：波強：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：振動加強！某些位置：則：振動減弱！討論：若，振動加強和減弱的條件？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，會形成某些地方振動始終加強，某些地方振動始終減弱的現(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兩點波源的振動表達式分別為：它們產(chǎn)生的波在P點相遇，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，S1比S2超前p/2,設(shè)兩波在S1，S2連線上的強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)各點處的合成波的振幅和強度求：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，S2外側(cè)振動加強；能量僅向右傳播思考：（1）若，結(jié)果如何？（2）S1S2之間各點振動情況？Q第十六頁，共十七頁，2022年，