§16-3 波的能量波的强度弹性波传播到介质中的某处,该处将具有动能和势能。在波的传播过程中,能量从波源向外传播。1 波的能量考虑棒中的体积?V,其质量为?m(?m=??V )。当波动传播到该体积元时,将具有动能Wk和弹性势能Wp。平面简谐波 可以证明 波的能量体积元的总机械能W在波的传播过程中,任一体积元都在不断地接受和放出能量,其值是时间的函数。与振动情形相比,波动传播能量,振动系统并不传播能
一 波动能量的传播当机械波在介质中传播时, 介质中各质点均在其平衡位置附近振动,因而具有振动动能同时,介质发生弹性形变,因而具有弹性势能以一列绳线上的横波为例分析波动能量的传播 取长度为 的体积元 体积元在平衡位置(a)时,动能、势能和总机械能均最大体积元在位移最大处(b)时,三者均为零波动是能量传递的一种方式 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 能流密度 ( 波的强度 )
单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级第二节2- 5ssss波 的 能 量波 的 能 量一.现象上下抖动振速 最小v振速 最大v形变最小形变最大t时刻波形tdt在波动中各体积元产生不同程度的 弹性形变具有 弹性势能pEr未起振的体积元各体积元以变化的振动速率 v 上下振动具有振动动能Ekr设波速为 u 的简谐波沿x 轴正向传播波函数为二 波的
第三节波的能量一、波的动能、势能和能量1波动的动能2波动的势能势能Ek、EP同时达到最大同时达到最小平衡位置处最大位移处3波动的能量4波动的能量与振动能量的区别 振动能量中Ek、EP相互交换,系统总机械能守恒。波动动能量中Ek、EP同时达到最大,同时为零,总能量随时间周期变化。 单位时间内通过垂直于波的传播方向的单位面积上的平均能量。单位:J?s-1?m-2 ,W ?m-2 二、平均能流密度----波强
1 波的能量并注意到代入上式S2x7振动系统:?2u△t13
1体积元?V的动能为O导致差异的原因——势能来源不同二 能流和能流密度 能流密度 ( 波的强度 )I: udt 证 介质无吸收通过两个球面的平均能流相等.
物理学教程(第二版)第六章 机械波6 – 3 波的能量 声强级一 波动能量的传播 当机械波在媒质中传播时媒质中各质点均在其平衡位置附近振动因而具有振动动能.同时介质发生弹性形变因而具有弹性势能. 以一列绳线上的横波为例分析波动能量的传播.Oy取长度为 的体积元 体积元在平衡位置(a)时动能势能和总机械能均最大. 体积元在位移最大处(b)时三者均为零. 波
一波动能量的传播 1 波的能量1以棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播振动动能2弹性势能34体积元的总机械能5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,三者均为零6(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 7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8二能流和能流密度能流
一波动能量的传播 1 波的能量1以棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播振动动能2弹性势能34体积元的总机械能5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,三者均为零6(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 7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8二能流和能流密度能流
一波动能量的传播 1 波的能量1以固体棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播振动动能2杨氏模量弹性势能3弹性势能4体积元的总机械能5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6(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
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