《波函数的建立》PPT课件

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1、本学期主要内容：机械波1、波函数的建立2、波的干涉波动光学基础：1、光的干涉2、光的衍射3、光的偏振电磁学：1、静电场2、稳恒磁场3、电磁感应量子物理基础：1、光电效应2、康普顿效应3、氢原子光谱4、波函数薛定谔方程第八章机械波本章内容：8.2平面简谐波8.3波的能量8.4惠更斯原理8.5波的干涉8.6驻波8.7多普勒效应8.1机械波的产生和传播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

2、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.振动或扰动在空间以一定速度的传播称为波动,简称为波(wave)。机械振动或扰动在介质中的传播称为机械波，如声波、水波和地震波等。变化电场和变化磁场在空间的传播称为电磁波，例如无线电波、光波和X射线等。机械波只能在介质中传播，例如声波的传播要有空气作介质，水波的传播要有水作介质。但是，电磁波（光）的传播不需要介质，它可以在真空中传播。机械波和电磁波统称为经典波，它们代表的

3、是某种实在的物理量的波动。波动是振动的传播过程，振动是激发波动的波源两类波的不同之处机械波的传播需有传播振动的介质;电磁波的传播可不需介质.能量传播反射折射干涉衍射两类波的共同特征机械波电磁波波动机械振动在弹性介质中的传播.交变电磁场在空间的传播.物质波微观粒子具有波动性.经典波概率波8.1机械波的产生和传播一、机械波的产生条件波源：作机械振动的物体｛机械波:机械振动以一定速度在弹性介质中由近及远地传播出去，就形成机械波。弹性介质：承担传播振动的物质二、横波和纵波介质质点的振动方向与波传播方向相互垂直的波；如柔绳上传播的波。介质质点的振动方向和波传播方向相互平行的波；如空气中传播的

4、声波。横波：纵波：任一波例如，水波、地表波，都能分解为横波与纵波来进行研究。横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波.（仅在固体中传播）特征：具有交替出现的波峰和波谷.纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波.（可在固体、液体和气体中传播）特征：具有交替出现的密部和疏部.(2)质点并未“随波逐流”，波的传播不是媒质质点的传播，各质点仅在自己的平衡位置附近振动。(1)“上游”的质点依次带动“下游”的质点振动。(3)某时刻某质点的振动状态将在较晚时刻于“下游”某处出现，波动是振动状态——振动相位的传播。沿波的传播方向，各质点的相位依次落后。结论0x沿波传播方向每增加的距离，位

5、相落后2。说明：因此，x点比0点位相落后。三、波的几何描述沿波的传播方向作的有方向的线。波线(波线)在波传播过程中，任一时刻媒质中振动相位相同的点联结成的面。波面波前在某一时刻，波传播到的最前面的波面。球面波柱面波波面波线波面波线xyz平面波（波面）在各向同性均匀媒质中，波线⊥波面。平面波波线波面波阵面为一平面球面波波面波线波阵面为一球面四、波的分类按波的性质机械波（mechanicalwave）电磁波（electromagneticwave）纵波（longitudinalwave）按波线与振动方向关系横波（transversewave）气体和液体中的声波是纵波，而固体中的声波

6、既可以是纵波，也可以是横波。水表面的波既非横波又非纵波，水波中水质元作纵向、横向二维运动，即作圆运动。按波面形状平面波（planewave）球面波（sphericalwave）柱面波（cylindricalwave）按复杂程度简谐波（simpleharmonicwave）复波（compoundwave）按持续时间连续波（continuedwave）脉冲波（pulsatingwave）按是否传播行波（travellingwave）驻波（standingwave）各种脉冲波波形同一波线上相位差为2的质点之间的距离；即波源作一次完全振动，波前进的距离。五、波长周期频率波速波前进一个

7、波长距离所需的时间。周期表征了波的时间周期性。波长反映了波的空间周期性。·························单位时间内，波前进距离中完整波的数目。频率与周期的关系为振动状态在媒质中的传播速度。波速与波长、周期和频率的关系为弦线中的横波：均匀细棒中的纵波：·························周期或频率只决定于波源的振动!波速只决定于媒质的性质！注意横波只能在固体中传播，纵波可以在固体、液体和气体中传播。波速与介质的性质有关，为介质的密度.如声