《大学物理》第九章 波动

第九章波动 基本要求 1.会确定平面简谐波的波动方程 2.了解电磁波的特性,理解波的能量密度和能流密 度。驻波。 3.波的干涉和衍射。 习题九中的5,18,21,25会做吗? 自测题 填空题 1.频率500肛z、振幅0.25mm的声振动在弹性媒质中传 播,波长为70cm.波的传播速度为,媒 质中粒子的最大振动速度为 2 2.频率为500Hz、传播速度为340m/s,相位差为2的 两点间的距离为 3.一维简谐平面波沿ⅹ轴负向传播,其振幅A0.01m, 频率为550Hz.波速l=350m/s,若t0时坐标原点达 负的最大位移,则波函数为 4.一维简谐平面波的波动方程为

第九章 波动 基本要求 1．会确定平面简谐波的波动方程 2. 了解电磁波的特性，理解波的能量密度和能流密 度。驻波。 3. 波的干涉和衍射。 习题九中的 5，18，21，25 会做吗？ 自测题 填空题 1.频率500Hz丶振幅0.25mm的声振动在弹性媒质中传 播,波长为 70cm.波的传播速度为___________,媒 质中粒子的最大振动速度为________________. 2.频率为500Hz 丶传播速度为340m/s,相位差为 2 3  的 两点间的距离为______________. 3.一维简谐平面波沿 X 轴负向传播,其振幅 A=0.01m, 频率为 550Hz.波速 u=350m/s,若 t=0 时坐标原点达 负的最大位移 , 则波函数为 _____________________________. 4.一维简谐平面波的波动方程为

y(x,1)=0.05c0s1007(t-)+ 3406 式中各量采用国际制.由式可得波的振幅为 频率为 波速为 ,波长为 0 点的初 相为 5.波在弹性媒质中传播,波速为100m/s,振动相位相 反的两个距离最近的点的距离为1m,该波的频率为 6.在波传播方向媒质中彼此相距△x10cm的两点振 动的相位差为3,振动频率为25H,则波在媒质中 传播的速度lF 7.声速是340m/s,人耳能感觉到的最长波长为 最短波长为 8.驻波的第一个波腹和第七个波腹的距离为15cm,该 波的波长为 9.有各向同性的点声源,假设在距声源r=25m处,声强 2×102w/m2,声速为340m/s,在该距离处声能平 均体密度W= 该点声源的功率为 10.声音的强度是100×10W/m,声强级是

( , ) 0.05cos[100 ( ) ] 340 6 x y x t t  = − +  , 式 中 各 量 采 用国 际 制 . 由式 可 得 波的 振 幅 为 ________,频率为 ________,波速为_________,波长为________.x=0 点的初 相为_______. 5.波在弹性媒质中传播,波速为 100m/s,振动相位相 反的两个距离最近的点的距离为 1m,该波的频率为 ___________. 6.在波传播方向媒质中彼此相距△x=10cm 的两点振 动的相位差为 3  ,振动频率为 25Hz,则波在媒质中 传播的速度 u=_________. 7.声速是 340m/s, 人耳能感觉到的最长波长为 ________,最短波长为__________. 8.驻波的第一个波腹和第七个波腹的距离为 15cm,该 波的波长为____________. 9.有各向同性的点声源,假设在距声源 r=25m 处,声强 I=2×10-2 w/m2 , 声速为 340m/s,在该距离处声能平 均体密度 w = ___________. 该点声源的功率为 ________. 10. 声 音 的 强 度 是 100 × 10-12W/m2 , 声 强 级 是

dB;声波通过墙壁声强级减小了30dB,那 么声音的强度减小了 倍 11.设在真空沿着X轴正方向传播的简谐平面波,电 场强度波的表达式是E=E0c0s27(W-2),则磁场 强度波的表达式是 12.如图所示是一平面余 u t=0 弦波在t=0时刻的波形 图,则0点振动的初相为 计算题 1.一维简谐平面波由频率ⅴ=200Hz的振源所激发.振 幅/4cm,t=0时振源振动的位移最大.(1)试写出波 动方程y(x,t),取振源为坐标原点,y表示位移;(2) 确定κ=1m处的振动方程;(3)确定振动速度函数 v(x,t).设波速为300m/s 2.己知两个相干波源S、S2的振动 表达式分别为 0.1 cos 2It cm

_________dB;声波通过墙壁声强级减小了 30dB,那 么声音的强度减小了________倍 11. 设在真空沿着 X 轴正方向传播的简谐平面波,电 场强度波的表达式是 0 cos 2 ( ) z x E E t    = − ,则磁场 强 度 波 的 表 达 式 是 __________________________________. 12. 如图所示是一平面余 弦波在 t=0 时刻的波形 图,则 0 点振动的初相为 ________. 计算题 1.一维简谐平面波由频率ν=200Hz 的振源所激发.振 幅 A=4cm,t=0 时振源振动的位移最大.(1)试写出波 动方程 y(x,t),取振源为坐标原点,y 表示位移;(2) 确定 x = 1m 处的振动方程;(3)确定振动速度函数 v(x,t).设波速为 300m/s. 2.己知两个相干波源S1丶S2的振动 表达式分别为 10 y t = 0.1cos 2 cm

y20=0. Icos(2rIt +r) 由波源激起的波在p点相遇.已知 波速u20cm/s,r=40cm, r=50cm,确定p点干涉结果. 3.一个简谐平面波沿X轴正向传 播,其振幅为A,频率为v,波 速为u,设t=t’时刻的波形如 图所示,求 (1)x=0处质点振动方程 (2)该波的波动方程 4.设入射波波动方程为 y x=AcoS{2n(+),在弦上传 播并在x=0点反射,反射点为自由端.试求 (1)反射波的波动方程;(2)合成波的波动方程;(3) 指出波腹丶波节点的位置 如果反射点是固定端情况又怎样呢? 5.两相干波源S、S2相距30cm,频率v1=V2=100Hz, 相位差为π,波的传播速度u=400m/s,波的振幅相 等.试求(1)S1、S2之间的节点坐标;(2)S1、S2之外 的情况

20 y t = + 0.1cos(2 )   cm 由波源激起的波在 p点相遇.已知 波速 u=20cm/s ,r1=40cm, r2=50cm,确定 p 点干涉结果. 3.一个简谐平面波沿 X 轴正向传 播,其振幅为 A,频率为ν,波 速为 u,设 t=t’时刻的波形如 图所示,求: (1) x=0 处质点振动方程; (2) 该波的波动方程 4.设入射波波动方程为 y 入= cos[2 ( )] t x A T   + ,在弦上传 播并在 x=0 点反射,反射点为自由端.试求: (1) 反射波的波动方程;(2)合成波的波动方程;(3) 指出波腹丶波节点的位置. 如果反射点是固定端情况又怎样呢? 5.两相干波源 S1丶 S2相距 30cm,频率ν1=ν2=100Hz , 相位差为π,波的传播速度 u=400m/s,波的振幅相 等.试求(1)S1丶 S2之间的节点坐标;(2) S1丶 S2之外 的情况