机械波和电磁波.pptx

会计学;§11-1 机械波的产生和传播;如： 振动沿一细绳的传播。;横波：质点的振动方向和波动的传播方向垂直。;弹簧中的纵波;波线：表示波的传播方向的有向线段。;四、波长、频率和波速间的关系;例11-1 频率为3000 Hz的声波，以1560 m/s的传播速度沿一波线传播，经过波线上的A点后，再经13 cm而传至B点。求：(1) B点的振动比A 点落后的时间。(2) 波在A、B两点振动时的相位差是多少？(3) 设波源做简谐振动，振幅为1 mm，求振动速度的幅值，是否与波的传播速度相等？;(2) A、B 两点相差 ， B点比A点落后的相位差为;§11-2 平面简谐波的波函数;二、平面简谐波的波函数; 设一平面余弦波，在无吸收的均匀无限介质中沿x 轴的正方向传播，波速为u 。取任意一条波线为x 轴，取O 作为x 轴的原点。; 沿x 轴负向传播的平面简谐波的波函数：; 波函数的意义：;(2)当 t 给定时：若t=t1，波动式表示t1 时的波形 ;同一质点在先后时刻的相位差： ;其中角波数;例11-2 频率为?=12.5 kHz的平面余弦纵波沿细长的金属棒传播，波速为 5000 m/s。如以棒上某点取为坐标原点，已知原点处质点振动的振幅为A =0.1 mm，试求：(1)原点处质点的振动表式；(2)波函数；(3)离原点10 cm处质点的振动表式；(4)离原点20 cm和30 cm两点处质点振动的相位差；(5)在原点振动0.0021 s时的波形。;(1)原点处质点的振动表达式;(4)该两点间的距离 ;例11-3 一横波沿一弦线传播。设已知t =0时的波形曲线如图中的虚线所示。波速 u=12 m/s，求：(1)振幅；(2)波长；(3)波的周期；(4)弦上任一质点的最大速率；(5)图中a、b两点的相位差；(6)3T/4时的波形曲线。;(3) 波的周期 ;(5) a、b两点相隔半个波长，b点处质点比a点处质点的相位落后? 。 ;§11-3 波动方程 波速;二、波动方程的建立;由牛顿运动定律：;三、波速; 纵波在流体内传播的波速;四、介质的形变及其模量 ;3. 体变;§11-4 波的能量 波的强度;波的能量密度 ：介质中单位体积的波动能量。;二、波动能量的推导;;对于平面简谐波;单位体积中的机械能——能量密度 ;三、波的强度; 平面余弦行波振幅不变; 球面简谐波的波函数（介质不吸收能量时）;四、波的吸收 ;例11-4 空气中声波的吸收系数为?1=2?10-11?2(m-1)，钢中的吸收系数为?2=4?10-7 ? (m-1)，式中?代表声波频率的数值。问5 MHz的超声波透过多少厚度的空气或钢后，其声强减为原来的1%？;§11-5 声波 超声波 次声波;设密度为? 的流体中传播一平面余弦声波;流体体积模量 ;为声压振幅。;二、声强 声强级;第47页/共118页; 在1000 Hz时，正常人听觉的最高声强为1 W/m2，最低声强为10-12 W/m2。;例11-5 人耳可以听见的最低声强为10-12 W/m2，试求出声波在传播过程中空气分子做正弦振动的最小振幅。设空气的密度为 ? =1.29?10-3 kg/m3，声音在空气中的传播速度 u =340 m/s。;例11-6 频率为500 kHz，声强为1200 W/m2，声速为1500 m/s 的超声波，在水(水的密度为1 g/cm3)中传播时，求其声压振幅为多少大气压? 又位移振幅、加速度振幅各为多少？ ;三、超声波;超声波频率高，波长短，具有以下特性：;三、次声波;1883年8月27日印度尼西亚的喀拉喀托火山爆发时，它所产生的次声波围绕地球转了三圈，传播了十几万千米。当时，人们利用简单的微气压计曾记录到它。次声波不但“跑”得远，而且它的速度大于风暴传播的速度，所以它就成了海洋风暴来临的前奏曲，人们可以利用次声波来预报风暴的来临。 ;§11-6 电磁波;有效发射电磁波的必要条件：; 赫兹在1887年采用振荡偶极子，实现了发送和接收电磁波，证实了电磁波的存在。 ; 振荡偶极子发射电磁波;振荡电偶极子不仅产生电场，而且产生磁场。;时刻 t ，真空中远离偶极子的P点处的E、H 的量值为 ;在一小区域内，可近似为平面波：;二、电磁波的性质;4. 电磁波的传播速度 ;三、电磁波的能量; 对平面余弦电磁波 ; 对振荡偶极子辐射的电磁波;例11-7 设有一平面电磁波在真空中传播,电磁波通过某点时，该点的E=50 V/m。试求该时刻该点的B 和H 的大小，以及电磁能量密度w 和辐射强度S 的大小。 ;例11-8 某广播电台的平均辐射功率