大学物理驻波.ppt

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1、大大 学学 物物 理理驻驻 波波 的的 形形 成成弦上驻波实验：弦上驻波实验：驻驻 波波 的的 形形 成成实验表明：实验表明：驻波是由振幅相等的两列同类相干波，在同驻波是由振幅相等的两列同类相干波，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。特殊的干涉现象。驻驻 波波 波波 函函 数数振幅振幅相位相位1)/(2yAcosvtx入射波入射波: :2)/(2yAcosvtx反射波反射波: :1yyy驻波波函数：驻波波函数：/ () ()2/2AcosvtxAcosvtx2 2/(2)Acosx cosvt ，=cosAxt驻驻 波波 的的 特

2、特 性性驻波波函数：驻波波函数：频率特性：频率特性： 各点都做同频率的简谐振动各点都做同频率的简谐振动波形特性：波形特性： 波形余弦分布，原地起伏变化但不移动波形余弦分布，原地起伏变化但不移动“驻驻”字的第一层含义字的第一层含义”驻波波形不移动驻波波形不移动2()22yAcosx cosvt驻驻 波波 的的 特特 性性振幅特性：振幅特性：驻波波函数：驻波波函数：2()22yAcosx cosvt振幅：振幅：,22cosAAx波节位置：波节位置：,0A21，0, 1, 24kxkk 波腹位置：波腹位置：,2AA2，0, 1, 24kxKk 驻驻 波波 的的 特特 性性振幅特性：振幅特性： 波腹波

3、腹波节波节 相邻波节相邻波节( (或波腹或波腹) )间距：间距：12kkxxx驻驻 波波 的的 特特 性性相位特性：相位特性：1.1.相邻两节点间各点振动相位相同相邻两节点间各点振动相位相同2.2.同一波节两侧各点振动相位相反同一波节两侧各点振动相位相反驻波中不存在相位的传播驻波中不存在相位的传播“驻驻”字的第二层含义字的第二层含义”驻 波 的 特 性能量特性：势能 动能 势能 势能 动能 势能 能量在波腹和波节之间振荡，动能和势能相互转化。驻波中不存在相位的传播“驻”字的第三层含义”超 声 驻 波 悬 浮声辐射力重力水滴超声驻波2()22yAcosx cosvt声压驻波022()pp cos

4、x cost2Lk声辐射力0()22FF sinx声压波节声辐射力声辐射力声辐射力声辐射力声压波腹答案：声压波节(偏下)超声驻波2()22yAcosx cosvt声压驻波022()pp cosx cost声辐射力0()22FF sinx平衡位置(忽略重力)0F 0()22FF sinx超 声 驻 波 悬 浮特殊材料检测、研究驻 波 的 应 用弦乐器的发声弦长1,2,3,2Lk，k代入本征频率1,2,32kk，kL驻 波 的 应 用弦乐器的发声有界弦(如琴弦)在被激励后，弦上存在一些特定频率的振动模式，称作简正模式。音调音色本征频率1,2,32kk，kL基频/ 2kLN次谐频1kn2.T波速越大，基频越高，音调越高1.弦长L越短，基频越高，音调越高驻 波 的 应 用激光谐振条件：谐振腔内光波经反射镜反射后叠加形成驻波。提高激光单色性谐振腔长度1,2,3,2Lk，k1,2,32kk，kL小 结1. 驻波的形成2. 驻波波函数与驻波的特性3. 驻波的应用