(大学物理课件)波的能量.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,*,*,波,量,能,的,返回16章,结束,16-3,波的能量 波的强度,一、,能量密度,体元内质量为,1,2,d,m,k,d,W,=,v,2,p,d,W,d,W,=,可以证明：,k,d,m,d,V,取体积元,d,V,，,d,m,=,d,V,A,cos,=,y,x,(,),t,u,),x,y,(,t,t,u,v,=,=,A,sin,A,sin,=,1,2,d,V,2,2,2,),x,(,t,u,返回,结束,d,W,d,W,=,2,k,+,d,W,p,=,d,W,k,能量密度:,平均能量密度：,d,V,w,=,d,W,u,A,sin,(,),2,=,2,2,t,x,u,sin,(,A,2,),=,d,V,2,2,t,x,T,u,x,t,(,),2,=,A,2,1,sin,0,T,d,t,2,w,=,1,d,t,T,0,T,w,w,2,A,2,2,=,1,返回,结束,媒质中单位体积内的能量叫波的能量密度,讨论：,(,1),任一时刻，媒质中质元动能和势能相等，同时到达最大值，同时达到最小值（即零）。,(,2),质元的总能量不是一个常量，而是随时间作周期性的变化。这表明在波动中，每个质元都在不断吸收和放出能量，将能量不断传播出去。,(,3),波动传播能量的特点是：能量随着波动传播过去了，但那些携带能量的质元并没有跑过去，每个质元都只是在各自的平衡位置附近振动，传过去的只是能量。,能流,P,:,单位时间通,P=S w u,二、波的强度,w,P,=,S,u,平均能流,P,:,能流在一个周期内的平均值。,u,u,S,波的强度,I,（,能流密度）:通过垂直于波的传,w,I,=,u,1,2,2,2,u,=,A,过某一面积的波能。,播方向的单位面积的平均能流。,返回,结束,惠更斯原理,返回16章,结束,惠 更 斯,C.,Huygens,荷兰物理学家,(,1629-1695),返回,结束,1.,几个概念：,波面,：振动相位相同的点组成的面称波面。,波面是平面的波称为平面波.,波面是球面的波称为球面波。,(,4),波前,(,波阵面,),：传播过程中处在最前面的那个波面称为波前或波阵面。,波面,波射线,波前,波射线,波面,波前,(,3),波线,：波的传播方向称为波线或波 射线,它是能量传输的方向。,在各向同性的媒质中，波线总是与波面垂直。,波面,波射线,波前,波射线,波面,波前,2.惠更斯原理,(,Huygens,principle),都可以看作为发射子波的波源，而后一时刻,一、惠更斯原理,惠更斯原理,：波动所到达的媒质中各点，,这些子波的包迹便是新的波阵面。,返回,结束,.,.,.,.,.,.,.,.,.,t,时刻的波面,t,+,t,时刻的波面,子波波源,t,u,用惠更斯原理确定,下一时刻平面波的波前,返回,结束,用惠更斯原理确定,下一时刻球面波的波前,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,子波波源,t,+,t,时刻,的波面,t,时刻,的波面,t,u,返回,结束,.,.,.,.,.,.,.,.,.,二、用惠更斯原理解释衍射现象,障碍物,障碍物后的,阴影部分,平面波,平面波波面,障碍后,的波面,障碍后,的波线,返回,结束,