复习课件及试题物理下2015振动与波0510

1、University PhysicsXian Jiaotong UniversityZhongfeng Xu 10 / 29 / 2015 波的强度：相长相消演示实验13-5 驻波 （Standing Wave )满足相干条件形成波的干涉驻波两列等振幅相干波沿相反方向传播时叠加而形成驻波一. 弦线上的驻波演示实验 驻波中，一些媒质点始终保持静止，一些媒质点却始终保持振动最大。二. 驻波的定量分析设两频率相同，振幅相同，初相相同的右行和左行波：合成波的波函数为：驻波方程振动方程结论：驻波实质上是一种特殊的振动，不是行波。分析驻波波函数： 波腹 (wave loop) 波节 (wave node)

2、波腹：波节： 相邻波腹间的距离： 相邻波节间的距离： 所有波节点将媒质划分为长的许多段，每段中各质点振动振幅不同，但相位相同；而相邻段间各质点的振动相位相反。没有能量的定向传播势能动能势能 驻波能量只是在波节和波腹之间，进行动能和势能的转化。半波损失 ( half-wave loss )： 例：反射点为波节点，表明入射波与反射波是反相的。 相当于入射波与反射波之间附加了半波长的波程差。有半波损失（波节）无半波损失（波腹）入射波反射波透射波 透射波没有半波损失 反射波的波形反射波弦线长必须满足：才能形成驻波。简正模式：特定的振动方式称为系统的简正模式。入射波驻波频率为：基频谐频结论： 一个驻波系

3、统有许多个固定频率。这和弹簧振子只有一个固定频率不同。(2) 以B为坐标原点求合成波，并分析波节，波腹的位置坐标。平面简谐波 t 时刻的波形如图，此波波速为 u ，沿x 方向传播，振幅为A，频率为 v 。(1) 以 B 为反射点，且为波节，若以 B 为 x 轴坐标原点，写出入射波，反射波函数；例解(1)求Bxy(2)波腹波节BxyD若以图示D 为原点，情况又如何？以D 为原点BxyDx0对于反射波波腹波节13-6 多普勒效应（The Dopple effect） 由于观察者（接收器）或波源、或二者同时相对媒质运动，使观察者接收到的频率与波源发出的频率不同的现象。观察者（静止、运动）波源（静止、

4、运动）一. 波源静止，观察者运动观察者彼此远离彼此靠近Dopple RedshiftDopple Blueshift二. 观察者静止，波源运动S 运动的前方波长变短远离靠近u观察者三. 波源和观察者同时运动波源和观察者相向运动时符号为(+)，背离运动时符号为(-)。讨论:(1) 若波源和观测者的运动方向不在二者连线上 O Ssovsvo有纵向多普勒效应;无横向多普勒效应(2) 电磁波的多普勒效应 OSv纵向效应横向效应(3) 时，多普勒效应失去意义，此时,形成冲击波。马赫角(4) 应用:测速、测距。声障多普勒效应的应用:监测车辆行驶速度测量血液流速一警笛发射频率为1500 Hz 的声波，并以2

5、2 m/s 的速度向某一方向运动，一人以6 m/s 的速度跟踪其后。观察者接收到的频率( 波源和观察者同时运动 ) ：警笛后方空气中声波的频率( 观察者静止，波源运动 ):警笛后方空气中声波的波长:例解该人听到的警笛发出的声音的频率以及在警笛后方空气中声波的波长？求一频率为1 kHz的声源，以 vs=34 m/s 的速率向右运动。在声源的右方有一反射面，以 v1=68 m/s 的速率向左运动。设声波的速度为 u=340m/s. 例(1) 声源所发出的声波在空气中的波长；求(2) 每秒内到达反射面的波数;(3) 反射波在空气中的波长.(1) 在声源的右侧，相对空气静止的观察者接收到的频率：解在声源的左侧声波在空气中的波长: Svsv1(2) 反射面作为接收者测到的频率：(3) 反射波在空气中的频率：反射波在空气中的波长: Svsv1一固定的超声波波源发出频率为v0=100 kHz 的超声波.当一汽车迎面驶来时,在超声波所在处收到了从汽车反射回来的超声波其频率为v