东南大学：《大学物理学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十章 波动习题课

第十章 波动 习题课

第十章波动 教学基本要求 握描述简谐波的各物理量及各量间的关系; 理解机械波产生的条件.掌握由已知质点的简谐运动 方程得出平面简谐波的波函数的方法,理解波函数的物理意义 了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念 了解惠更斯原理和波的叠加原理.理解波的相干条件 能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和 减弱的条件; 四理解驻波及其形成,了解驻波和行波的区别; 五了解机械波的多普勒效应及其产生的原因.在波源或 观察者沿二者连线运动的情况下,能计算多普勒频移

第十章 波动 2 教学基本要求 一 掌握描述简谐波的各物理量及各量间的关系； 二 理解机械波产生的条件. 掌握由已知质点的简谐运动 方程得出平面简谐波的波函数的方法. 理解波函数的物理意义. 了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念. 三 了解惠更斯原理和波的叠加原理. 理解波的相干条件， 能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和 减弱的条件； 四 理解驻波及其形成，了解驻波和行波的区别； 五 了解机械波的多普勒效应及其产生的原因. 在波源或 观察者沿二者连线运动的情况下，能计算多普勒频移. 习 题 课

第十章波动 内容提要 振动与波动的关系 1、振动是浪动的基础 2、波动是振动的传播 3、机械浪:机械振动的传播

第十章 波动 3 习 题 课 内容提要 一、振动与波动的关系 １、振动是波动的基础 ２、波动是振动的传播 3、机械波：机械振动的传播

第十章波动 米二、机械波的产生和传播 1、条件: (1)、波源(振源):可以产生振动的物体。 (2)、媒质:可以传播振动的弹性连续媒质。 2、分类 按媒质中质量元的振动方向和浪的传播方向关系分类 (1)、横浪:垂直(2)、纵波:平行

第十章 波动 4 １、条件： 二、机械波的产生和传播 习 题 课 （1）、波源（振源）： 2、分类： （1）、横波：垂直 可以产生振动的物体。 （2）、媒质：可以传播振动的弹性连续媒质。 按媒质中质量元的振动方向和波的传播方向关系分类。 （2）、纵波：平行

第十章波动 3、波的几何描述 (1)、浪(射)线: 以波源为出发点沿着波的传播方向画出的射 线,它代表浪的传播方向。 (2)、波面 波动在传播过程当中,振动位相相同的空间 各点所组成的面。 (3)、波阵面(波前):任意时刻最前面的波面。 (4)、球面波:波面为球面。 (5)、平面波:波面为平面

第十章 波动 5 3、波的几何描述： 以波源为出发点沿着波的传播方向画出的射 线，它代表波的传播方向。 （2）、波面： （1）、波（射）线： 波动在传播过程当中，振动位相相同的空间 各点所组成的面。 （3）、波阵面（波前）：任意时刻最前面的波面。 （5）、平面波： （4）、球面波： 波面为平面。 波面为球面。 习 题 课

第十章波动 米 波射线波阵面 波阵面波射线 波面 波面 球柱)面波 平面波

第十章 波动 6 球(柱)面波 波阵面 波射线 波 面 习 题 课 波射线 波阵面 平面波 波 面

第十章波动 米三、描述波动的物理量 波长:波在一个周期内传播的距离。 2、周期、频率:波源〔振源)的周期、频率。 12元 2元 vk 3、波速振动在媒质中的传播速度。L 固体中:=(G-切变摸量(横波),u=,(Y-杨氏摸量纵波) 液体和气体中=,(B-体变摸量)(纵波)弦中=,(横波)

第十章 波动 7 三、描述波动的物理量 习 题 课 1、波长： 2、周期、频率：波源（振源）的周期、频率。 3、波速：  1 2 2 m T k     = = = 振动在媒质中的传播速度。 波在一个周期内传播的距离。 B u B  液体和气体中 = − （ 体变摸量）（纵波） ( ) ( ) G Y u G u Y   固体中： = − = − （ 切变摸量）横波 ， （ 杨氏摸量）纵波 F u  弦中 = （横波） u

第十章波动 米(4)、重要关系 d=ut u=nv 媒质决定振源决定空间周期性|时间周期性 波动的产生条件波动的时空周期性

第十章 波动 8 （4）、重要关系： 习 题 课  = uT u =  波动的产生条件 媒质决定 振源决定 空间周期性 时间周期性 波动的时空周期性

第十章波动 米五、波动方程 y=AcOs[o(t±-)+q y=ACOS[2n(++l y=AcoS[2/(vt+)+p +:沿x轴负向传播 沿x轴正向传播

第十章 波动 9 五、波动方程 习 题 课 s[ ( ) ] x y Aco t u =  +   s[2 ( ) ] t x y Aco T    =  + s[2 ( ) ] x y Aco t     =  + − :沿x轴正向传播 + :沿x轴负向传播

第十章波动 米*波动方程物理意义 1、当 It-to y=Acoslo-+I =p+ot 表示时刻空间各点的位移分布 2、当=x0y=Aos0+)g=9±2 察 习表示x点随时间的振动规律。0

第十章 波动 10 **波动方程物理意义 习 题 课 0 s[ `] ` x y Aco t u = + +      ， = s[ ``] `` x y Aco t u = + =      ， 表示t=t0时刻空间各点的位移分布 1、当t=t0 2、当x=x0 表示x=x0点随时间的振动规律。x y y t 定 时 拍 照 定 点 观 察