波的能量能流密度ppt课件

1、第十章第十章 波动波动10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密度能流密度物理学物理学第五版第五版一一 动摇能量的传播动摇能量的传播 波的传播是能量的传播，传播过程中，波的传播是能量的传播，传播过程中，介质中的质点运动，具有动能介质中的质点运动，具有动能 ，介质形变，介质形变具有势能具有势能 . .pWkW1 1 波的能量波的能量第十章第十章 波动波动10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密度能流密度物理学物理学第五版第五版以棒中传播的纵波为例分析动摇能量的传播以棒中传播的纵波为例分析动摇能量的传播.22kd21d21dvvVmW)(cosuxtAy)(sinuvxtAty振动动能振动动

2、能)(sind21d222kuxtVAWxxOxdxOyyyd第十章第十章 波动波动10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密度能流密度物理学物理学第五版第五版2pd21dykW llESFxSEkd弹性势能弹性势能llESFxxOxdxOyyyd第十章第十章 波动波动10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密度能流密度物理学物理学第五版第五版)(sind21222uxtVA22)dd(d21xyVu22p)dd(d21d21dxyxESykWxxOxdxOyyyd第十章第十章 波动波动10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密度能流密度物理学物理学第五版第五版体积元的总机械能体积元的总

3、机械能)(sindddd222pkuxtVAWWW)(sindd222uxtVAWxxOxdxOyyyd第十章第十章 波动波动10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密度能流密度物理学物理学第五版第五版讨讨 论论 体积元在平衡位置时，动能、势能和总体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能均最大机械能均最大. .体积元的位移最大时，三者均为零体积元的位移最大时，三者均为零. . (1) (1)在动摇传播的介质中，任一体积元的在动摇传播的介质中，任一体积元的动能、势能、总机械能均随动能、势能、总机械能均随 作周期性变作周期性变化，且变化是同相位的化，且变化是同相位的. .tx,第十章第十章 波动

4、波动10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密度能流密度物理学物理学第五版第五版 (2) (2) 任一体积元都在不断地接纳和放出任一体积元都在不断地接纳和放出能量，即不断地传播能量能量，即不断地传播能量. . 任一体积元的任一体积元的机械能不守恒机械能不守恒. . 动摇是能量传送的一种方动摇是能量传送的一种方式式 . .)(sindd222uxtVAWxxOxdxOyyyd第十章第十章 波动波动10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密度能流密度物理学物理学第五版第五版能量密度：单位体积介质中的动摇能量能量密度：单位体积介质中的动摇能量)(sindd222uxtAVWw 平均能量密度：能量

5、密度在一个周期内的平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值平均值22021d1AtwTwTxxOxdxOyyyd第十章第十章 波动波动10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密度能流密度物理学物理学第五版第五版二二 能流和能流密度能流和能流密度 能流：单位时间内垂直经过某一面积的能流：单位时间内垂直经过某一面积的能量能量. .平均能流：平均能流：SuwP udtSu第十章第十章 波动波动10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密度能流密度物理学物理学第五版第五版uwSPI 能流密度能流密度 ( ( 波的强度波的强度 )I: )I: uAI2221 经过垂直于波传播方向的单位面积的平经过垂

6、直于波传播方向的单位面积的平均能流均能流. . SuwP udtSu第十章第十章 波动波动10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密度能流密度物理学物理学第五版第五版 例例 证明球面波的振幅与分开其波源的间证明球面波的振幅与分开其波源的间隔成反比，并求球面简谐波的波函数隔成反比，并求球面简谐波的波函数. . 证证 介质无吸收，经过两个球面的平均能介质无吸收，经过两个球面的平均能流相等流相等. .1s2s1r2r2211uSwuSw1221rrAA)(cos00urtrrAy2222221221421421ruAruA即即故故第十章第十章 波动波动物理学物理学第五版第五版10-2 10-2 平面简谐波的波函数平面简谐波的波函数 10-3 10-3 波的能量波的能量 能流密能流密度度10-4 10-4 惠更斯原理惠