5.4平面简谐波能量.ppt

大学物理 第一版 第5章 机械波 大学物理 第一版 5.4 平面简谐波的能量 第5章 机械波 大学物理 第一版 大学物理电子教案 机械波(2) 5.4 平面简谐波的能量 5.5 惠更斯原理及应用 5.6 波的叠加原理及应用 一 波动能量 波的传播是能量的传播，传播过程中，介质中的质点运动，具有动能 ，介质形变具有势能 . p E k E 以棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播. x O x O 振动动能 弹性势能 x O x O x O x O 纵波 体积元的总机械能 x O x O 讨 论 体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能均最大，体积元的位移最大时，三者均为零. (1)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 作周期性变化，且变化是同相位的. 能量极小 极大 极小 理解：在波动过程中，在波峰位置，质点的振动速度为零，动能为零；同时，Δy/Δx也为零，即形变为零，弹性势能为零； 而在平衡位置，质点的振动速度最大，动能最大；同时，Δy/Δx也最大，即形变最大，弹性势能最大。因而介质中任一体积元的动能和势能在每一个时刻都是相等的，即同相地随时间变化的。 能量极小 极大 极小 (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 . x O x O 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 x O x O 二 能流和能流密度 三 波的能流和能流密度 能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量. 平均能流： udt S