大学物理 复习课件.ppt
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1、大学物理大学物理 复习课件复习课件 振振 动动 第第 九九 章章简谐运动的微分方程简谐运动的微分方程积分常数,根据初始条件确定积分常数,根据初始条件确定一、简谐运动方程(三要素)一、简谐运动方程(三要素)设初始条件为设初始条件为:解得解得简谐运动方程简谐运动方程由由得得其中其中简谐运动方程简谐运动方程 振幅振幅图图 周期、频率周期、频率 周期周期弹簧振子周期弹簧振子周期 频率频率 圆频率圆频率相位相位初相位初相位二、旋转矢量二、旋转矢量 自自Ox轴的原点轴的原点O作一矢量作一矢量 ,使使它的模等于振动的它的模等于振动的振幅振幅A,并使矢量并使矢量 在在 Oxy平面内绕点平面内绕点O作作逆时针逆
2、时针方向的方向的匀角速转动匀角速转动,其角其角速度速度 与振动频率与振动频率相等相等,这个矢量就这个矢量就叫做叫做旋转矢量旋转矢量.以以 为原为原点旋转矢量点旋转矢量 的端点在的端点在 轴轴上的投影点的上的投影点的运动为简谐运运动为简谐运动动.注意注意运用旋转矢量法求相位(举例略)运用旋转矢量法求相位(举例略)三、简谐运动的能量三、简谐运动的能量(1)动能动能(2)势能势能(3)机械能机械能 四、简谐运动的合成四、简谐运动的合成 (两个同方向同频率简谐运动的合成)两个同方向同频率简谐运动的合成)(3)一般情况一般情况加强加强减弱减弱(1)相位差相位差(2)相位差相位差第第 十十 章章 波波 动
3、动MECHANICAL WAVES 波波 动动第第 十十 章章一一 平面简谐波的波函数、三要素平面简谐波的波函数、三要素 波长波长周期周期 T 频率频率 波速波速 四个物理量的联系四个物理量的联系注意注意理解波函数的物理意义(读懂波形理解波函数的物理意义(读懂波形图)图)求解波动方程(举例略)求解波动方程(举例略)二二 波的能量波的能量 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.(1)在波动传播的介质中,任一体积元的在波动传播的介质中,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 作周期作周期性变化,且变化是性变化,且变化是同
4、相位同相位的的.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.(2)任一体积元都在不断地接收和放出任一体积元都在不断地接收和放出能量,即不断地传播能量能量,即不断地传播能量.任一体积元任一体积元的机械能不守恒的机械能不守恒.波动是能量传递的一波动是能量传递的一种方式种方式 .平均平均能量密度:能量密度在一个周期内的能量密度:能量密度在一个周期内的平均值平均值能量密度:能量密度:单位体积介质中的波动能量单位体积介质中的波动能量平均能流:平均能流:能流密度能流密度 (波的强度波的强度 )I:)I:三三波的干涉波的干涉四四 (了解惠更斯原理和波的衍射)(了解惠更斯原理和波的衍射)1
5、波的叠加原理波的叠加原理 波传播的独立性:波传播的独立性:两列波在某区域相遇后再两列波在某区域相遇后再分开,传播情况与未相遇时相同,互不干扰分开,传播情况与未相遇时相同,互不干扰.波的叠加性:波的叠加性:在相遇区,任一质点的振动在相遇区,任一质点的振动为二波单独在该点引起的振动的合成为二波单独在该点引起的振动的合成.频率相同、振动频率相同、振动方向平行、相位相同方向平行、相位相同或相位差恒定的两列或相位差恒定的两列波相遇时,使某些地波相遇时,使某些地方振动始终加强,而方振动始终加强,而使另一些地方振动始使另一些地方振动始终减弱的现象,称为终减弱的现象,称为波的干涉现象波的干涉现象.2 波的干涉
6、波的干涉 某些点振动始终加强,另一些点振动始终某些点振动始终加强,另一些点振动始终减弱或完全抵消减弱或完全抵消.(2)干涉现象干涉现象满足干涉条件的波称相干波满足干涉条件的波称相干波.(1)干涉条件干涉条件 波频率相同,振动方向相同,位相差恒定波频率相同,振动方向相同,位相差恒定 (3)(3)干涉现象的定量讨论干涉现象的定量讨论波源振动波源振动点点P 的两个分振动的两个分振动*定值定值合振幅最大合振幅最大当当合振幅最小合振幅最小当当位相差位相差 决定了合振幅的大小决定了合振幅的大小.干涉的位相差条件干涉的位相差条件讨讨 论论当当时(半波长偶数倍)时(半波长偶数倍)合振幅最大合振幅最大当当时(半
7、波长奇数倍)时(半波长奇数倍)合振幅最小合振幅最小 干涉的波程差条件干涉的波程差条件四四 驻波驻波正向正向负向负向10波腹波腹波节波节 驻波的能量驻波的能量 驻波的能量在相邻的波腹和波节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,但无能波腹,势能主要集中在波节,但无能量的定向传播量的定向传播.光光光光 学学学学第第第第 十十十十 一一一一 章章章章一一 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉实实 验验 装装 置置p加强加强 减弱减弱条纹间距条纹间距 明、暗明、暗条纹的位置
8、条纹的位置白光白光照射时,出现照射时,出现彩色彩色条纹条纹暗纹暗纹 明纹明纹二二 薄膜干涉薄膜干涉 反反射光的光程差射光的光程差PLDC34E5A1B2加加 强强减减 弱弱 透透射光的光程差射光的光程差 当光线垂直入射时当光线垂直入射时当当 时时当当 时时注意注意半波损失半波损失三三 劈劈 尖尖明纹明纹暗纹暗纹(1)棱边处棱边处为暗纹为暗纹.(2)相邻明纹(暗纹)相邻明纹(暗纹)间的厚度差间的厚度差 (3)条纹间距条纹间距劈尖干涉劈尖干涉四四 牛顿环牛顿环R明纹明纹暗纹暗纹r光程差光程差暗环半径暗环半径明环半径明环半径五五 单缝衍射单缝衍射夫夫 琅琅 禾禾 费费 单单 缝缝 衍衍 射射(衍射角
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