《驻波和多普勒效应》PPT课件

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1、大学物理多媒体电子教案主讲教师杨鑫辽宁工大基础教学部物理教研室动能势能机械能结论(1)动能和势能在任何时刻量值相同(2)动能和势能在任何时刻位相相同(3)总机械能不守恒一、波的能量1.波的能量表达式内容回顾2.波的能量密度单位体积内波的能量在一个周期内平均能量密度能量密度的平均值3.能流单位时间通过垂直于波的传播方向某一面积能量平均能流通过单位面积的平均能流4.能流密度波的强度单位时间内通过垂直于波传播方向的单位面积上的平均波的能量二、惠更斯原理波面(波前)上的每一点1.内容都可看作是发射子波的波源在其后的任一时刻在波的传播过程中这些子波的包迹面就是新的波面2.衍射现象波在传

2、播过程中遇到障碍物时其波线能绕过障碍物的边缘传播方向发生偏折的现象振动方向相同初相相同或位相差恒定频率相同相干条件两列相干波在某一区域相遇时1.干涉现象使某些地方的振动始终加强使另一些地方的振动始终减弱结果使波的强度形成稳定分布三、波的干涉相干波(1)加强条件(2)减弱条件2.干涉加强、减弱条件加强减弱(3)用波程差表示干涉加强和减弱条件6.3驻波和多普勒效应教学基本内一、驻波二、多普勒效应一、驻波1.驻波形成两列视频：驻波演示：驻波在同一条直线上相干波振幅相同叠加后形成的波沿相反方向传播2.驻波特征振幅A=0的点(1)波节振幅有最大值的点(2)波腹(3)直线上各点作分段振动

3、演示：驻波分段振动演示：驻波3.驻波方程演示：驻波各质点振幅不同表示各质点都在作简谐振动演示：驻波振幅因子简谐振动因子频率与原频率相同4.驻波方程的讨论(1)振幅分布①波节位置振幅为零的点演示：驻波②波腹位置振幅有最大值的点③相邻波节(波腹)间距演示：驻波(2)位相分布一波节两侧各点的位相相反相邻波节间各点的位相相同(3)驻波不传播能量演示：驻波分段振动振幅不同演示：驻波能量(1)实验装置5.驻波实验反射波(2)半波损失①B点固定②反射波与入射波在B点的振动位相相反③位相改变π相当于波程差改变半个波长入射波在反射时发生反相的现象(入射波在反射时有π的位相突变)演示：音叉△⊙A

4、入射波BB点为波节演示：固定端演示：自由端在自由端反射时,没有位相突变,即没有半波损失一列入射波在反射点反射时有无半波损失?媒质疏密波疏媒质小大波密媒质有半波损失无半波损失视频：半波损失演示1：波密媒质演示2：波疏媒质反射波△⊙A入射波B取决于大小写驻波方程的基本步骤(1)建坐标,入射波和反射波方程共用一个坐标系(2)写出入射波的波动方程①写出入射波波线上任一点振动方程②写出入射波的波动方程入射波反射波①写出入射波在反射点的振动方程②根据有无半波损失，写出反射波在反射点的振动方程(3)写出反射波的波动方程入射波反射波无有演示：有半波损失演示：无半波损失③写出反射波方程(4)写

5、出驻波方程入射波反射波反射点坐标特例无有例题6.3－1s波源和观察者相对媒质静止时单位时间内接收到个完整的波形波源(观察者,或两者)相对于媒质运动由于观察者(或波源，或两者)相对于媒质运动，而使观察者接受到的波的频率发生变化的现象视频：多普勒效应二、多普勒效应媒质观察者靠近波源返261.波源不动，观察者相对介质以速度运动观察者远离波源人接受到波的总长度为演示：多普勒效应1dt1秒2.观察者不动,波源相对介质以速度运动演示：多普勒效应2观察者波源靠近观察者波源远离观察者A波速不变波长改变演示：多普勒效应2返233.波源与观察者同时相对介质运动s波源、观察者互相靠近时频率升

6、高，取上面一组符号波源、观察者互相远离时频率升高，取下面一组符号多普勒效应的应用(1)利用光的多普勒效应研究星体运动测定液体的流速分析物体的振动情况(2)利用超声波的多普勒效应在医学上可对心脏跳动情况进行分析诊断(3)利用红移量可测量物体的运动速度当波在一个运动着的物体表面反射时，通过测量入射信号与反射信号合成后形成的拍现象的拍频（即红移量）例题6.3－2一、驻波1.驻波的形成两列振幅相同的相干波，在同一直线上沿相反方向传播时，叠加后形成的波2.驻波的特征振幅A=0(1)波节振幅有最大值(2)波腹(3)直线上各点作分段振动内容小结一波节两侧各点的位相相反相邻波节间各点的位相相

7、同3.求驻波方程的基本步骤(1)建坐标,入射波和反射波方程共用一个坐标系(2)写出入射波的波动方程①写出入射波波线上任一点振动方程②写出入射波的波动方程入射波反射波①写出入射波在反射点的振动方程②根据有无半波损失，写出反射波在反射点的振动方程(3)写出反射波的波动方程入射波反射波无有③写出反射波方程(4)写出驻波方程入射波反射波反射点坐标特例无有(1)波节位置振幅为零的点4.波节与波腹位置(2)波腹位置振幅有最大值(3)相邻波节(波腹)间距一列入射波在反射点反射时有无半波损失?媒质疏密波疏媒质小大有半波