《駐波和多普勒效應(yīng)》PPT課件

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1、大學(xué)物理多媒體電子教案主講教師楊鑫遼寧工大基礎(chǔ)教學(xué)部物理教研室動(dòng)能勢(shì)能機(jī)械能結(jié)論(1)動(dòng)能和勢(shì)能在任何時(shí)刻量值相同(2)動(dòng)能和勢(shì)能在任何時(shí)刻位相相同(3)總機(jī)械能不守恒一、波的能量1.波的能量表達(dá)式內(nèi)容回顧2.波的能量密度單位體積內(nèi)波的能量在一個(gè)周期內(nèi)平均能量密度能量密度的平均值3.能流單位時(shí)間通過(guò)垂直于波的傳播方向某一面積能量平均能流通過(guò)單位面積的平均能流4.能流密度波的強(qiáng)度單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于波傳播方向的單位面積上的平均波的能量二、惠更斯原理波面(波前)上的每一點(diǎn)1.內(nèi)容都可看作是發(fā)射子波的波源在其后的任一時(shí)刻在波的傳播過(guò)程中這些子波的包跡面就是新的波面2.衍射現(xiàn)象波在傳

2、播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)其波線能繞過(guò)障礙物的邊緣傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象振動(dòng)方向相同初相相同或位相差恒定頻率相同相干條件兩列相干波在某一區(qū)域相遇時(shí)1.干涉現(xiàn)象使某些地方的振動(dòng)始終加強(qiáng)使另一些地方的振動(dòng)始終減弱結(jié)果使波的強(qiáng)度形成穩(wěn)定分布三、波的干涉相干波(1)加強(qiáng)條件(2)減弱條件2.干涉加強(qiáng)、減弱條件加強(qiáng)減弱(3)用波程差表示干涉加強(qiáng)和減弱條件6.3駐波和多普勒效應(yīng)教學(xué)基本內(nèi)一、駐波二、多普勒效應(yīng)一、駐波1.駐波形成兩列視頻：駐波演示：駐波在同一條直線上相干波振幅相同疊加后形成的波沿相反方向傳播2.駐波特征振幅A=0的點(diǎn)(1)波節(jié)振幅有最大值的點(diǎn)(2)波腹(3)直線上各點(diǎn)作分段振動(dòng)

3、演示：駐波分段振動(dòng)演示：駐波3.駐波方程演示：駐波各質(zhì)點(diǎn)振幅不同表示各質(zhì)點(diǎn)都在作簡(jiǎn)諧振動(dòng)演示：駐波振幅因子簡(jiǎn)諧振動(dòng)因子頻率與原頻率相同4.駐波方程的討論(1)振幅分布①波節(jié)位置振幅為零的點(diǎn)演示：駐波②波腹位置振幅有最大值的點(diǎn)③相鄰波節(jié)(波腹)間距演示：駐波(2)位相分布一波節(jié)兩側(cè)各點(diǎn)的位相相反相鄰波節(jié)間各點(diǎn)的位相相同(3)駐波不傳播能量演示：駐波分段振動(dòng)振幅不同演示：駐波能量(1)實(shí)驗(yàn)裝置5.駐波實(shí)驗(yàn)反射波(2)半波損失①B點(diǎn)固定②反射波與入射波在B點(diǎn)的振動(dòng)位相相反③位相改變?chǔ)邢喈?dāng)于波程差改變半個(gè)波長(zhǎng)入射波在反射時(shí)發(fā)生反相的現(xiàn)象(入射波在反射時(shí)有π的位相突變)演示：音叉△⊙A

4、入射波BB點(diǎn)為波節(jié)演示：固定端演示：自由端在自由端反射時(shí),沒(méi)有位相突變,即沒(méi)有半波損失一列入射波在反射點(diǎn)反射時(shí)有無(wú)半波損失?媒質(zhì)疏密波疏媒質(zhì)小大波密媒質(zhì)有半波損失無(wú)半波損失視頻：半波損失演示1：波密媒質(zhì)演示2：波疏媒質(zhì)反射波△⊙A入射波B取決于大小寫(xiě)駐波方程的基本步驟(1)建坐標(biāo),入射波和反射波方程共用一個(gè)坐標(biāo)系(2)寫(xiě)出入射波的波動(dòng)方程①寫(xiě)出入射波波線上任一點(diǎn)振動(dòng)方程②寫(xiě)出入射波的波動(dòng)方程入射波反射波①寫(xiě)出入射波在反射點(diǎn)的振動(dòng)方程②根據(jù)有無(wú)半波損失，寫(xiě)出反射波在反射點(diǎn)的振動(dòng)方程(3)寫(xiě)出反射波的波動(dòng)方程入射波反射波無(wú)有演示：有半波損失演示：無(wú)半波損失③寫(xiě)出反射波方程(4)寫(xiě)

5、出駐波方程入射波反射波反射點(diǎn)坐標(biāo)特例無(wú)有例題6.3－1s?波源和觀察者相對(duì)媒質(zhì)靜止時(shí)單位時(shí)間內(nèi)接收到?個(gè)完整的波形波源(觀察者,或兩者)相對(duì)于媒質(zhì)運(yùn)動(dòng)由于觀察者(或波源，或兩者)相對(duì)于媒質(zhì)運(yùn)動(dòng)，而使觀察者接受到的波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象視頻：多普勒效應(yīng)二、多普勒效應(yīng)媒質(zhì)觀察者靠近波源返261.波源不動(dòng)，觀察者相對(duì)介質(zhì)以速度運(yùn)動(dòng)觀察者遠(yuǎn)離波源人接受到波的總長(zhǎng)度為演示：多普勒效應(yīng)1dt1秒2.觀察者不動(dòng),波源相對(duì)介質(zhì)以速度運(yùn)動(dòng)演示：多普勒效應(yīng)2觀察者波源靠近觀察者波源遠(yuǎn)離觀察者A波速不變波長(zhǎng)改變演示：多普勒效應(yīng)2返233.波源與觀察者同時(shí)相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)s?波源、觀察者互相靠近時(shí)頻率升

6、高，取上面一組符號(hào)波源、觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí)頻率升高，取下面一組符號(hào)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用(1)利用光的多普勒效應(yīng)研究星體運(yùn)動(dòng)測(cè)定液體的流速分析物體的振動(dòng)情況(2)利用超聲波的多普勒效應(yīng)在醫(yī)學(xué)上可對(duì)心臟跳動(dòng)情況進(jìn)行分析診斷(3)利用紅移量可測(cè)量物體的運(yùn)動(dòng)速度當(dāng)波在一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體表面反射時(shí)，通過(guò)測(cè)量入射信號(hào)與反射信號(hào)合成后形成的拍現(xiàn)象的拍頻（即紅移量）例題6.3－2一、駐波1.駐波的形成兩列振幅相同的相干波，在同一直線上沿相反方向傳播時(shí)，疊加后形成的波2.駐波的特征振幅A=0(1)波節(jié)振幅有最大值(2)波腹(3)直線上各點(diǎn)作分段振動(dòng)內(nèi)容小結(jié)一波節(jié)兩側(cè)各點(diǎn)的位相相反相鄰波節(jié)間各點(diǎn)的位相相

7、同3.求駐波方程的基本步驟(1)建坐標(biāo),入射波和反射波方程共用一個(gè)坐標(biāo)系(2)寫(xiě)出入射波的波動(dòng)方程①寫(xiě)出入射波波線上任一點(diǎn)振動(dòng)方程②寫(xiě)出入射波的波動(dòng)方程入射波反射波①寫(xiě)出入射波在反射點(diǎn)的振動(dòng)方程②根據(jù)有無(wú)半波損失，寫(xiě)出反射波在反射點(diǎn)的振動(dòng)方程(3)寫(xiě)出反射波的波動(dòng)方程入射波反射波無(wú)有③寫(xiě)出反射波方程(4)寫(xiě)出駐波方程入射波反射波反射點(diǎn)坐標(biāo)特例無(wú)有(1)波節(jié)位置振幅為零的點(diǎn)4.波節(jié)與波腹位置(2)波腹位置振幅有最大值(3)相鄰波節(jié)(波腹)間距一列入射波在反射點(diǎn)反射時(shí)有無(wú)半波損失?媒質(zhì)疏密波疏媒質(zhì)小大有半波