高二物理竞赛机械波-驻波 课件

一驻波的产生

两列振幅相同的相干波，在同一直线上沿相反方向传播时叠加而形成的一种特殊的干涉现象.

驻波驻波的振幅与位置有关二驻波方程正向负向各质点都在作同频率的简谐运动

驻波方程讨论10相邻波腹（节）间距

相邻波腹和波节间距

1）振幅

随x

而异，与时间无关.波腹波节2）相邻两波节之间质点振动同相位，任一波节两侧振动相位相反，在波节处产生

的相位跃变.（与行波不同，无相位的传播）.为波节例三相位跃变（半波损失）

当波从波疏介质垂直入射到波密介质，被反射到波疏介质时形成波节.入射波与反射波在此处的相位时时相反,即反射波在分界处产生的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失.波密介质较大波疏介质较小

当波从波密介质垂直入射到波疏介质，被反射到波密介质时形成波腹.入射波与反射波在此处的相位时时相同，即反射波在分界处不产生相位跃变.波密介质较大四驻波的能量

驻波的能量在相邻的波腹和波节间往复变化，在相邻的波节间发生动能和势能间的转换，动能主要集中在波腹，势能主要集中在波节，但无长距离的能量传播.ABC波节波腹位移最大时平衡位置时15.5波的衍射

15.5.1惠更斯—菲涅耳原理

惠更斯原理：介质中波动传播到的各点，都可以看成是发射子波的波源，其后的任一时刻，这些子波的包络面就是新的波阵面。

惠更斯—菲涅耳原理：介质中波动传播到的各点，都可以看成是发射子波的波源，其后的任一时刻，这些子波的包络面就是新的波阵面，波阵面上的每一点不仅可以看成是发射子波的波源，而且这些子波波源是相干波源，它们发出的子波是相干波，相干波的干涉决定波的强度。水面波的衍射15.5波的衍射

15.5.2波的衍射

当波长与障碍物可比拟的时候，波就可以绕过障碍物而传播，并且子波的包迹组成新的波振面15.5波的衍射

15.5.3波的反射和折射反射：因为在同一介质中波速相同，所以有折射：在两种介质中相等时间内有A1A2E1E2A1A2E1E215.6多普勒效应当观察者与波源之间有相对运动时，观察者所测得的频率不同于波源频率的现象，称为多普勒效应。

设观察者和波源在同一直线上运动波在媒质中的传播速率（取决于媒质的性质，与波源运动无关）u波源相对于媒质的运动速率先明确几个频率概念波源在单位时间内振动的次数n（1）波源的频率（3）波的频率n单位时间内通过介质中某点的整波的个数观察者相对于媒质的运动速率单位时间内接收到的次数（2）观察者接收的频率nR分别讨论下述四种情况观察者所测得的nRVRVS（1）（2）相对于介质波源静止、观察者运动.相对于介质观察者静止、波源运动（3）相对于介质波源和观察者同时运动15.6多普勒效应1.相对于介质波源静止观察者以成向波源运动。vR如果波源静止观察者背离波源运动，观察者测得的频率为1()uvRn观察者每秒接收到的整波数，即观察者测得的频率为lTuu+u+1()+u观察者测得的频率是波源的振动频率的倍。1()+unRvR0sul波源的振动频率观察者测得的频率vRnVRVRVRnVRVSVR1.相对于介质观察者静止、波源以运动。vs213213132一列等间距的小石子等时先后落入水中，先看一个普通现象波阵面分布是一系列偏心圆。它们所激起的水波的（点击鼠标）激励的移动方向波面间距较窄波面间距较宽若在空气中有一个振动频率恒定的定向运动声源，它所激起的声波的波阵面分布，则是一系列偏心球面。2.相对于介质观察者静止、波源以运动。0suvsTTvsTTllll波源的振动频率波速取决于媒质的性质，与波源是否运动无关。u波源振动一周，波阵球面向外传播一个波长，波源同时向右移动，lT在运动方向上波阵面分布变密，相当于波长变短，其等效值vsTTllll。观察者测得的频率nR位于右方的观察者每秒接收到的整波数，即观察者测得的频率为luTulTuTu()uunR如果波源以速度离开观察者，观察者测得的频率为()uu+nRVRVSVSVSVSVSVSVSVSnnnVSVS3.相对于介质波源和观察者同时运动suvsTTllll波源的振动频率观察者测得的频率当波源和观察者同时相向运动时这时观察者每秒接收到的整波数，由观察者的运动和波源运动两种因素同时决定，观察者测得的频率为nRnul+TulTTu+u+()uu+nRn当波源和观察者同时相背运动时()uu+nnRVSVRVSVRVRVRVRVSVSVSVSVR结果归纳vssnuv0vssun多普勒效