惠更斯原理与波的衍射演示文稿.pptVIP

o x y t=3T/8 u u 用图示法耒讨论驻波的产生 当前第31页\共有47页\编于星期三\0点 o x y t=T/2 u u 用图示法耒讨论驻波的产生 用图示法耒讨论驻波的产生 用图示法耒讨论驻波的产生 当前第32页\共有47页\编于星期三\0点 o x y t=T/2 u u 驻波有一定的波形,此波形不移动,各点以各自确定的振幅在各自的平衡位置附近振动,没有振动状态或相位的传播.因此驻波是一种特殊的振动状态,不是波,它不具备波的特性。 用图示法耒讨论驻波的产生 火焰驻波 当前第33页\共有47页\编于星期三\0点 惠更斯原理与波的衍射演示文稿 当前第1页\共有47页\编于星期三\0点 惠更斯原理与波的衍射 当前第2页\共有47页\编于星期三\0点 掌握建立波函数的方法！ 求原点的振动位移—— 得到x处的振动状态即为波函数 P点振动落后O点 P点振动超前O点 x前正号的意义 ——沿x 轴正方向各质点相位逐一超前！ 注意：x前负号的意义 ——沿x 轴正方向各质点相位逐一落后！ 当前第3页\共有47页\编于星期三\0点 体积元总机械能 总结： 体积元的动能、势能、总能量都随t作周期性变化，动能、势能同时达到最大值，又同时达到最小值。体积元的机械能不守恒。在横波中，波峰位置处，动能和势能都为零，总能量为零；平衡位置处，动能和势能同时最大最大，总能量最大。 在行波的传播过程中，体积元的动能和势能的时间关系相同，同相且大小相同。 当前第4页\共有47页\编于星期三\0点 B点 同时 波峰处 B? 点v 最大, WK最大 同时 最大 最大， 平衡位置处 弹性势能正比于相对形变 波动传播能量，振动系统不传播能量 在波动中，每个质元都起着能量转换的作用---不断地吸取能量，又不断地放出能量。因此说振动的传播过程也就是能量的传播过程。 y 下一时刻 当前第5页\共有47页\编于星期三\0点 本讲主要内容： 一、惠更斯原理 二、波的衍射 三、波的反射和折射 §21.3 惠更斯原理 波的衍射 当前第6页\共有47页\编于星期三\0点 一、惠更斯原理 惠更斯原理:在波的传播过程中,波阵面(波前)上的每一点都可看作是发射子波的波源,在其后的任一时刻,这些子波的包迹就成为新的波阵面。 以穿过小孔的水面波为例 穿过小孔的波与原耒波的形状无关,这说明小孔可以看成是一个新的振源。 当前第7页\共有47页\编于星期三\0点 二、波的衍射 平面波 S1 S2 r = v t a~? 波动在传播的路程中遇到障碍物，能够绕过障碍物的边缘前进，这种现象叫波的衍射或波的绕射。 惠更斯原理的基础是几何作图法，它的意义不在于求新的波前，而在于它能解释很多波动现象。 S1 S2 r= v t 球面波 当前第8页\共有47页\编于星期三\0点 a~? 比较两图 结论：长波衍射现象明显，方向性不好； 短波衍射现象不明显，方向性好。 (长波、短波是以波长与障碍物的线 度相比较而言的) 当前第9页\共有47页\编于星期三\0点 三、波的反射和折射 入射角等于反射角---------波动的反射定律 M N B D C A A1 A2 声波的反射：消音室 回音壁 当前第10页\共有47页\编于星期三\0点 M N B C A D 夜晚的声线 声源 sin u i 21 2 1 sin n u r = = 波动的折射定律 声波的弯曲： 夏日正午的寂静 夜半钟声到客船 温度低 高 声速小 大 白天的声线 声源 静区 静区 当前第11页\共有47页\编于星期三\0点 本讲主要内容： 一、波的叠加原理 二、波的干涉 三、驻波 §21.4 波的叠加原理 波的干涉 当前第12页\共有47页\编于星期三\0点 一、波的叠加 （1）几列波相遇后,仍保持它们原有的特性(频率、波长、振幅、振动方向等)不变,并按照原耒的方向继续前进,即各波互不干扰-----波传播的独立性。 （2）在相遇区域内,任一点的振动为几列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和------波的叠加原理。 波动方程 若y1、y2分别是它的解，则y1+y2 也是它的解,即上述波动方程遵从叠加原理。 爆炸产生的冲击波就不满足线性 方程，所以叠加原理不适用。 是各种平面波所必须满足的线性偏微分程。 波为什么服从叠加原理？ 任何波都服从叠加原理吗？ 当前第13页\共有47页\编于星期三\0点 同频率不同振幅的两个波的叠加 图示两列振动方向相同的同方向传播的波动的叠加: 频率比为2:1的两个等幅波的叠加 一个高频波和一个低频波的叠加 频率相近的两列等