大学物理学（少课时）第2版 课件 第十一章振动和波课件11.5-11.10（波动）.pptx

振动和波;

第一节简谐振动

第二节简谐振动的合成

*第三节阻尼振动受迫振动共振

第四节电磁振荡

第五节机械波的产生和传播

第六节平面简谐波的波动方程

第七节惠更斯原理波的叠加和干涉

*第八节驻波

*第九节多普勒效应

第十节平面电磁波

;第五节机械波的产生和传播;介质中一个质点的振动会引起邻近质点的振动，而邻近质点的振动又会引起较远质点的振动。这样，振动就以一定速度在弹性介质中由近及远传播出去，形成波动。;产生机械波的条件;;3.复杂波;1.概念;3.波动的分类;1.波长——反映波动的空间周期性;2.周期和频率——反映波动的时间周期性;3.波速u——描述振动状态传播快慢程度的物理量;4.三者关系式;雨课堂主观题：

两个同频率的简谐运动1和2的振动曲线如图（a）所示，求：

（1）两简谐运动的运动方程x1和x2；

（2）在同一图中画出两简谐运动的旋转矢量，并比较两振动的相位关系；

（3）若两简谐运动叠加，

求合振动的运动方程．;（1）

（2）振动2超前振动1的相位为5π／6

（3）;第六节平面简谐波的波函数;一、平面简谐波的波函数;500米口径球面射电望远镜;1.平面简谐波的概念;2.平面简谐波的波函数的形式;平面简谐波的波函数：;3.波动中质点振动的速度和加速度;;;3.x和t都变化;1.图（a）表示t＝0时的简谐波的波形图，波沿x轴正方向传播，图（b）为一质点的振动曲线．则图（a）中所表示的x＝0处振动的初相位与图（b）所表示的振动的初相位分别为（）;【例题11-3】平面简谐波，传播速度u，沿X轴正方向传播。已知距原点x0处的P0点处，质点的振动规律为：

y=Acosωt，求波动表达式。;【例题11-4】一平面简谐波的波动表达式为;解：（1）将波动表达式写成标准形式;（3）x=20m，60m两处质点振动的相位差为;探寻引力波;;解：（1）由图中可以看出振幅和波长分别为;（2）设原点O处质点的质点方程为;上题，若波沿x负向，其他条件不变，重解，雨课堂投稿。;2.当x为某一定值时,波动方程所反映的物理意义是;1.一平面简谐波以速度u=20m·s-1沿直线传播，波线上点A的简谐运动方程yA=3×10-2cos(4πt)；(y,t单位分别为m,s).;(1)以A为坐标原点，写出波动方程;(2)以B为坐标原点，写出波动方程;(3)写出传播方向上点C、D的运动方程;(4)分别求出BC，CD两点间的相位差;;雨课堂投稿;分析（1）从波形曲线图获取波的特征量，从而写出波动方程是建立波动方程的又一途径．具体步骤为：1.从波形图得出波长λ、振幅A和波速u＝λν；2.根据点P的运动趋势来判断波的传播方向，从而可确定原点处质点的运动趋向，并利用旋转矢量法确定其初相φ0．（2）在波动方程确定后，即可得到波线上距原点O为x处的运动方程y＝y（t），及该质点的振动速度＝dy/dt．;解（1）从图中得知，波的振幅A＝0.10m，波长λ＝20.0m，则波速u＝λν＝5.0×103ｍ·ｓ-1．根据t＝0时点P向上运动，可知波沿Ox轴负向传播，并判定此时位于原点处的质点将沿Oy轴负方向运动．利用旋转矢量法可得其初相φ0＝π/3．故波动方程为;（2）距原点O为x＝7.5ｍ处质点的运动方程为;作业：

11-10

11-11

;第六节惠更斯原理波的叠加和干涉;惠更斯：(ChristianHaygens，1629—1695);①建立了光的波动学说，打破了当时流行的光的微粒学说，提出了光波面在媒体中传播的惠更斯原理。

②1673年他解决了物理摆的摆动中心问题，测定了重力加速度的值，改进了摆钟，得出了离心力公式，还发明了测微计。

③他发现了双折射光束的偏振性，并用波动观点作了解释。

④在天文学方面，他供助自己设计和制造的望远镜于1665年，发现了土星卫星----土卫六，且观察到了土星环。;;;;;几列波在同一介质中传播时，无论是否相遇,它们将各自保持其原有的特性（频率、波长、振动方向等）不变，并按照它们原来的方向继续传播下去，好象其它波不存在一样；;二、波的叠加和干涉;;;相干波源的获得;干涉图样的形成;在P点的合成振动为：;作业：

11-13;雨课堂主观题：

一简谐波，振动周期T=2s，波长λ=20m，振幅A=0.1m.当t=0时刻，波源振动的位移恰好为正方向的最大值。若坐标原点和波源重合，且波沿Ox轴正方向传播，求:

(1)此波的表达式；

(2)t1=1.0s时