§104-波的能量-平均能流密度课件

§10.4波的能量*平均能流密度对于“流动着”的能量，要由能量密度和能流密度两个概念来描述。波在弹性媒质中传播时，各质元都在振动。每个质元，有振动速度而具有振动动能；因发生形变而具有形变势能，两者之和称此媒质中弹性波的能量。波是振动状态的传播，相位的传播，同时也是能量的传播.§10.4波的能量*平均能流密度对于“流动着1一、波的能量分布以固体中传播的横波为例分析波动能量的传播.取一微小体元dV:位移：振动速度：体元动能：一、波的能量分布以固体中传播的横波为例分析波动能量的传播.取2一、波的能量分布位移：切应变：体元势能：体元总能：一、波的能量分布位移：切应变：体元势能：体元总能：31、分布规律1）在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、势能、总机械能均随作周期性变化，且变化是同相位的.1、分布规律1）在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、势能4分布规律xy速度大,形变大速度小,形变小正、负最大位移处，速度为零，形变为零，动能、势能和总机械能均为零。平衡位置处，速度最大，形变最大，动能、势能和总机械能均为最大。分布规律xy速度大,形变大速度小,形变小正、负最大位移处，速5分布规律2）任一体积元都在不断地接收和放出能量，即不断地传播能量.任一体积元的机械能不守恒.波动是能量传递的一种方式.分布规律2）任一体积元都在不断地接收和放出能量，即不断地传播62、能量密度与平均能量密度能量密度：单位体积介质中的波动能量.平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值.2、能量密度与平均能量密度能量密度：单位体积介质中的波动能量7二、平均能流密度能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量.平均能流：平均能流密度(波的强度)：通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流.uS二、平均能流密度能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量.平8应用I1I2S1S2⑴平面波若媒质不吸收能量,显然：r1r2r⑵球面波若媒质不吸收能量,显然：表明振幅与距离成反比球面简谐波方程可写作：应用I1I2S1S2⑴平面波若媒质不吸收能量,显然：r9随堂小议（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.7×10-3J·s-1。结束选择请在放映状态下点击你认为是对的答案随堂小议

一平面简谐波的频率为300Hz。波速为340m·s-1,在截面积为3.0×10-2m2的管内空气中传播,若在10s内通过该面的能量为2.7×10-2J。则波强（能流密度）为随堂小议（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.710小议链接1（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.7×10-3J·s-1。结束选择请在放映状态下点击你认为是对的答案随堂小议

一平面简谐波的频率为300Hz。波速为340m·s-1,在截面积为3.0×10-2m2的管内空气中传播,若在10s内通过该面的能量为2.7×10-2J。则波强（能流密度）为小议链接1（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.11三、波的反射和透射ApAiArZ1Z2反射波与入射波：在同一媒质，频率、波长、波速不变；

若Z1,Z2相差无几，则主要是透射；若Z1,Z2相差悬殊，则主要是反射。透射波与入射波：在不同媒质中，频率虽然相同，但波速、波长不同。三、波的反射和透射ApAiArZ1Z2反射波与入射波：在同一12半波损失波密波疏⑴波由波密媒质射向波疏媒质,在边界处，反射波与入射波相位相同,如自由端反射⑵波由波疏媒质射向波密媒质，在边界处，反射波与入射波相位相反,可认为反射波相位比入射波落后π,相当损失半个波长如固定端反射半波损失波波⑴波由波密媒质射向波疏媒质,在边界处，⑵波13动画动画14§104--波的能量--平均能流密度课件15§10.4波的能量*平均能流密度对于“流动着”的能量，要由能量密度和能流密度两个概念来描述。波在弹性媒质中传播时，各质元都在振动。每个质元，有振动速度而具有振动动能；因发生形变而具有形变势能，两者之和称此媒质中弹性波的能量。波是振动状态的传播，相位的传播，同时也是能量的传播.§10.4波的能量*平均能流密度对于“流动着16一、波的能量分布以固体中传播的横波为例分析波动能量的传播.取一微小体元dV:位移：振动速度：体元动能：一、波的能量分布以固体中传播的横波为例分析波动能量的传播.取17一、波的能量分布位移：切应变：体元势能：体元总能：一、波的能量分布位移：切应变：体元势能：体元总能：181、分布规律1）在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、势能、总机械能均随作周期性变化，且变化是同相位的.1、分布规律1）在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、势能19分布规律xy速度大,形变大速度小,形变小正、负最大位移处，速度为零，形变为零，动能、势能和总机械能均为零。平衡位置处，速度最大，形变最大，动能、势能和总机械能均为最大。分布规律xy速度大,形变大速度小,形变小正、负最大位移处，速20分布规律2）任一体积元都在不断地接收和放出能量，即不断地传播能量.任一体积元的机械能不守恒.波动是能量传递的一种方式.分布规律2）任一体积元都在不断地接收和放出能量，即不断地传播212、能量密度与平均能量密度能量密度：单位体积介质中的波动能量.平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值.2、能量密度与平均能量密度能量密度：单位体积介质中的波动能量22二、平均能流密度能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量.平均能流：平均能流密度(波的强度)：通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流.uS二、平均能流密度能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量.平23应用I1I2S1S2⑴平面波若媒质不吸收能量,显然：r1r2r⑵球面波若媒质不吸收能量,显然：表明振幅与距离成反比球面简谐波方程可写作：应用I1I2S1S2⑴平面波若媒质不吸收能量,显然：r24随堂小议（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.7×10-3J·s-1。结束选择请在放映状态下点击你认为是对的答案随堂小议

一平面简谐波的频率为300Hz。波速为340m·s-1,在截面积为3.0×10-2m2的管内空气中传播,若在10s内通过该面的能量为2.7×10-2J。则波强（能流密度）为随堂小议（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.725小议链接1（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.7×10-3J·s-1。结束选择请在放映状态下点击你认为是对的答案随堂小议

一平面简谐波的频率为300Hz。波速为340m·s-1,在截面积为3.0×10-2m2的管内空气中传播,若在10s内通过该面的能量为2.7×10-2J。则波强（能流密度）为小议链接1（1）9.0×10–2w·m-2；（2）2.26三、波的反射和透射ApAiArZ1Z2反射波与入射波：在同一媒质，频率、波长、波速不变；

若Z1,Z2相差无几，则主要是透射；若Z1,Z2相差悬殊，则主要是反射。透射波与入射波：在不同媒质中，频率虽然相同，但波速、波长不同。三、波的反射和透射ApAiArZ1Z2反射波与入射波：在同一27半波损失波