2012年自考物理（工）考前復(fù)習(xí)指導(dǎo)十九

更新時間：2012-09-11 09:39:06 來源：|0

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　　1、當(dāng)表達(dá)式中t為常量時，則位移y表示在給定刻波線上各質(zhì)點的振動位移，這時的波形曲線相當(dāng)于在t時刻的一張快照。這時波線上任意兩點間的相位差就是：

　　Δφ=2π（x2x1）/λ （其中的負(fù)號表示沿x方向上后一點的相位落后與前一點的相位）

　　2、當(dāng)x給定時，y將只是t的函數(shù)，表示離原點距離為x的質(zhì)點在不同時刻的振動位移。實際上是表示給定點的振動情況。作出的曲線則是該質(zhì)點的振動曲線。

　　3、當(dāng)x，t都變化時，則運動方程就表示了波形的傳播。它表示在t1時刻，x處的振動位移到t1+Δt時刻已傳播到x+vΔt）處，前一時刻前一個振動位移和后一時刻后一個振動位移是相同的，可見波在這段時間Δt里移動（傳播）了一段距離Δx。

　　這里要能夠根據(jù)Δφ=2π（x2x1）/λ求解行波中兩點間距離與相位差的關(guān)系。

　　三、波的能量、能流（識記）

　　波是振動狀態(tài)的傳播過程也是能量的傳播過程。在波的傳播過程中，任一質(zhì)元在任何時刻或任何振動狀態(tài)下，動能和勢能是相等而且是同步變化的，即動能達(dá)最大值時勢能也大最大值。其總機(jī)械能是隨時間變化的，在零與最大值之間作周期性變化。

　　這種能量關(guān)系與簡諧振動的能量關(guān)系是完全不同的，無阻尼簡諧振動的情況是動能量大時勢能量小，反之亦然，總機(jī)械能是守恒的。

　　波的能量通常用波在一個時間周期內(nèi)的平均能量密度來表示，機(jī)械波的平均能量能量密度與振幅的平方、頻率的平方及介質(zhì)密度成正比，與時間、空間無關(guān)。

　　能流：是指單位時間內(nèi)通過介質(zhì)中某面積S的能量。這是一個標(biāo)量。

　　能流密度（波的強(qiáng)度）：是指通過垂直于波動傳播方向的單位面積的平均能流。用I表示，它是一個矢量。也就是說，當(dāng)波線的方向不同時，它的強(qiáng)度也不同，比如波的折射，折射前后的平均能流是相等的，但是入射波的強(qiáng)度和折射波的強(qiáng)度是不同的，因為它們的波陣面大小與波的方向都發(fā)生了改變。

　　四、惠更斯原理、波的反射與折射（領(lǐng)會）

　　惠更斯原理的內(nèi)容是：介質(zhì)中波到達(dá)的各點都可以看作是發(fā)射子波的波源，在以后任一時刻，這些子波的包跡就是新的波陣面。（惠更斯原理解釋反射與折射）

　　五、波的疊加原理、波的干涉、駐波（識記）

　　當(dāng)不同波源產(chǎn)生的波在同一介質(zhì)中傳播時，各波在相遇后保持原有的特性（頻率、波長、振動方向）不變，這就是波傳播的獨立性。在各波的重疊區(qū)內(nèi)，任一時刻，質(zhì)點的振動位移是各個波單獨存在時在該點引起的振動位移的矢量和，這就是波的疊加原理。

　　波的干涉不是簡單的兩個或多個波的疊加，它的產(chǎn)生有幾個條件：

　　頻率相同、振動方向相同，波源初相位差恒定或初相位差為零。這幾個條件缺一不可。

　　波在干涉時，若兩振動在交匯點P的相位差為π的偶數(shù)倍時，合振幅為最大，若相位差為π的奇數(shù)倍時，合振幅為最小。

　　相位差的計算公式為：轉(zhuǎn)自環(huán) 球網(wǎng) 校edu24ol.com

　　Δφ=（φ2φ1）2π（r2r1）/λ

　　當(dāng)Δφ=（φ2φ1）為0時，波程差（r2r1）等于0或半波長的偶數(shù)倍（也就是波長的整數(shù)倍）各點合振動的振幅量大（相長干涉）；在波程差等于半波長的奇數(shù)倍的各點合振動的振幅最小（相消干涉）。

　　這里要特別注意，波的相位差及振動相位差的關(guān)系：

　　對于單個振動質(zhì)點來說，它的相位差只能是兩個不同時刻的相位差值。

　　對于一個波來說，除了指某質(zhì)點在某兩個時刻的相位之差外還有同一時刻兩個不同位置處質(zhì)點的相位之差，如兩點沿波線相距一個波長λ，則相位差為2π；相距δ則相位差為Δφ=2πδ/λ；對于質(zhì)點同時受幾個單獨振動來說，其相位差是指同一時刻這一振動與另一振動相比存在的相位差。

　　對于兩個波同時到達(dá)某一點的情況，也是比較同時到達(dá)該點的這一振動與那一振動的相位差（Δφ），如果兩波源的相位差（初始值）為φ2φ1，再加上兩波源到達(dá)該點時具有的路程差δ可推算出相應(yīng)的相位差2πδ/λ，就等于兩個振源發(fā)出的波同時到達(dá)某一點的相位差，這就是上面公式中的相位差表達(dá)式，它綜合了上面幾種情況，明確兩波的相位差對討論波的干涉是十分重要的。

　　根據(jù)這些公式應(yīng)能計算干涉加強(qiáng)和減弱處滿足的條件（如速度、位置等）

　　駐波是由兩列振幅相同的相干波在同一直線上沿相反方向傳播所形成的波。它是干涉波的一種特殊情形。主要應(yīng)對駐波的特征進(jìn)行明確：

　　1、駐波的波形是駐立的，不向任何方向移動。

　　2、駐波的各個分段獨立地振動，沒有什么“跑動”的波形，在各段之間沒有能量傳波。（但段內(nèi)是有能量流動的）。

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