物理考前辅导ppt课件.ppt

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1、波动光学机械波普通物理考前辅导1复习机械振动简谐振动方程A：振幅：角频率时初相位振动状态例oymk2y振动状态相位角度（弧度）3t=01.机械波的发生可见：①“上游”的质元依次带动“下游”的质元振动②某时刻某质元的振动状态将在较晚时刻于“下游”某处出现---波是振动状态的传播③“下游”点的相位(状态)总比“上游”点落后④质点并未随波逐流一.机械波的基本概念正4·························波是相位（振动状态）的传播沿波的传播方向,各质元的相位依次落后。x··abxu传播方向图中b点比a点的相位落后52.波动特征①机械波是振动状态(相位)在弹性媒质中的传播

2、②机械波是弹性媒质中各点以一定的相位差的集体振动③机械波是振动能量在弹性媒质中的传播横波纵波6振源（波源）弹性媒质3.产生条件横波纵波⑴按传播特征分波线波面波面波线球面波平面波⑵按波面分─平面波球面波4.波的分类注:振动相位相同的点组成的面称为波面。7频率.波长.波速频率:即波源的频率波长:振动在一个周期相邻两同相点之间的距离内传播的距离波速u:取决于媒质的性质三者关系:5.描述波的特征量81.表达式一（波沿X正向传播）Ｏ处质点振动方程为Ｏ振动了t秒，Ｘ处质点振动了从Ｏ传到Ｘ，需时X处质点振动方程为uoxy波动方程二．平面谐波的波动方程符号规定——质点振动偏离平衡位置的位移—

3、y振动向前传播的距离—x93.关于波动方程①与振动方程区别②写出波动方程的条件原点处振动方程波速及传播方向③令，得处质点的振动方程即④令，得时刻的波形方程如yxuoxy2..表达式二（波沿X负向传播）＋10例1一横波沿绳子传播，波动方程为则A波长0.05mB波长0.5mC波速25m/sD波速5m/s比较法写成标准式又u答：B11解：1.先求o处质点的振动方程以L为原点，波动方程为2.令x=-L例一平面谐波沿X轴正向传播，已知x=L处质点的振动方程为，波速为u，那么x=0处质点的振动方程为得答:(A)引伸：由此可求以O为原点的波动方程uyxoL12三、波的能量和能流1、波的能量

4、波不仅是振动状态的传播，而且也伴随着振动能量的传播。波的能量=媒质中某体积元的振动动能与弹性势能之和体积元dV既振动又变形13体积元内媒质质点的总能量为：设有一平面简谐波：1）在波动的传播过程中，任意时刻的动能和势能不仅大小相等而且相位相同，同时达到最大，同时等于零。2）在波传播过程中，任意体积元的波能量不守恒。意义：3）任一体积元的波能量在一周期内“吞吐”（吸收放出）两次，这正是传播能量的表现。dW0吸放142.波的能流密度（波的强度）注意：波的强度正比于振幅的平方uSux⑴物理意义：描述空间某处波的能量传播特征⑵定义：空间某处单位时间内通过垂直于波动传播方向的单位面积的平

5、均能量。[瓦/米]215例一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某瞬时，媒质中一质元正处于平衡位置，此时它的能量是（A）动能为零，势能最大。（B）动能为零，势能为零。（C）动能最大，势能最大。（D）动能最大，势能为零。答（C）动能为零势能为零16（C）例一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中，（A）它的动能转化为势能。（B）它的势能转化为动能。（C）它从相邻的一段媒质质元获得能量，其能量逐渐增加。（D）它把自己的能量传给相邻的一段媒质质元，其能量逐渐减小。17例一平面简谐波在t时刻波形曲线如图示，若此时Ａ点处媒质质元的振动动能在减小，则（Ａ）Ａ点处

6、质元的弹性势能在增大（Ｂ）Ｂ点处质元的弹性势能在增大（Ｃ）Ｃ点处质元的弹性势能在增大（Ｄ）波沿Ｘ轴负向传播yoxＡＢＣ解：Ａ点处质元动能在减小Ａ点向上运动波形曲线向右移答（Ｃ）18四、波的干涉1、波的干涉现象几列相干波在媒质中传播，空间各点有的振幅始终最大，有的振幅始终最小，此称为干涉相干波源：相同的频率、振动方向相同、恒定的相位差19传播到P点引起的振动分别为：在P点的振动为同方向同频率振动的合成。设有两个相干波源和发出的简谐波在空间p点相遇。合成振动为：其中：3、干涉加强或减弱的条件波源的振动方程为20干涉极大极小所满足的的条件：说明：①称为波程差②干涉极大点、极小点不止

7、一个。③干涉极大点、极小点应满足上述条件式—隐函数式中干涉极大干涉极小21例(2-27)两振幅均为A的相干波源和相距若在的连线上外側的各点合振幅均为2A,则两波的初相位差是x0(k=0)即22六、特殊的干涉现象：驻波1、发生条件：两列振幅相同的相干波，在同一直线上沿相反方向传播23驻波2、特征：无行走之波形波节波腹两波节之间的点相位相同3.24量子光学：光的量子性物理光学：波动光学：光的干涉，衍射，偏振第一部分------光的干涉预备知识A．相干波：两列波频率相同﹑振动方向平行﹑相位差固定。B.干涉极大