文档介绍：第二讲波的能量、衍射和干涉
1. 波的能量
2. 能流密度
3. 惠更斯原理,波的衍射
4. 波的叠加原理
5. 波的干涉
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1. 波的能量(energy of wave)
①介质质元能量是如何变化的?
②能量传播的规律如何?
y
x
0
y
x
y =Acos( t- x /u)
0
u
x
x+x
y
“质元”形变势能ΔWp,
振动动能ΔWk
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固体中
(杨氏模量E)
横波
F
切变
F
S
l
l
F
F
线变
纵波
F
切变
线变
(切变模量G)
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y
x
0
y
x
y =Acos( t- x /u)
0
u
x
x+x
y
切变模量
x
F
F
y
S
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y
x
0
y
x
y =Acos( t- x /u)
0
u
x
x+x
y
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∴质元总能量
振动系统:
系统与外界无能量交换。
波动质元:
每个质元都与周围媒质交换能量。
能量密度(energy density):
(特征)
竹整摇甸情厅敲霄烁盔峙故两蛙莹蠕怀撂挚新火截睦握框整议抛任旁盒有10-2 波的能量和波的干涉10-2 波的能量和波的干涉
0
A
w
x
y
w
u
能量按波速u“一堆堆”地传播。
y =Acos( t- x /u)
y
x
u
x
x+x
u
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2. 能流密度(energy flux density)
→能流
波的传播
→能量传播
能流密度I
——单位时间内通过垂直于波线方向单位面积波的能量。----波强
u
面积S
x
u
w
能流:单位时间内垂直通过某一面积的能量.
平均能流:
振荡溉链暖匙单砍俭樟糊莫明刻钦任卓液祭铜诅奴侮卡险呜梅喳饯碳褒叁10-2 波的能量和波的干涉10-2 波的能量和波的干涉
例1 证明球面波的振幅与离开其波源的距离成反比,并求球面简谐波的波函数.
证介质无吸收,通过两个球面的平均能流相等.
即
式中为离开波源的距离, 为处的振幅.
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球面波
平面波
介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源,而在其后的任意时刻,这些子波的包络就是新的波前.
O
3. 惠更斯原理
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