2019巖土工程師《普通物理》考點：波的能量

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一、波的能量

波的能量=媒質(zhì)中某體積元的振動動能與彈性勢能之和

物理意義：

(1)在波動的傳播過程中，任意時刻的動能和勢能不僅大小相等而且相位相同，同時達到最大，同時等于零。

(2)在波傳播過程中，任意體積元的波能量不守恒。

(3)任一體積元的波能量在一周期內(nèi)“吞吐”(吸收放出)兩次，這正是傳播能量的表現(xiàn)。

例：(2014考題)一平面簡諧波在彈性媒質(zhì)中傳播，在某瞬時，媒質(zhì)中一質(zhì)元正處于平衡位置，此時它的能量是

(A)動能為零，勢能最大。

(B)動能為零，勢能為零。

(C)動能最大，勢能最大。

(D)動能最大，勢能為零。

答(C)

例：一平面簡諧波在彈性媒質(zhì)中傳播，在媒質(zhì)質(zhì)元從最大位移處回到平衡位置的過程中

(A)它的動能轉(zhuǎn)化為勢能。

(B)它的勢能轉(zhuǎn)化為動能。

(C)它從相鄰的一段媒質(zhì)質(zhì)元獲得能量，其能量逐漸增加。

(D)它把自己的能量傳給相鄰的一段媒質(zhì)質(zhì)元，其逐漸減小。

答案：(C)

注：(D)從平衡位置運動到最大位移處的過程中

能量密度:單位體積內(nèi)的能量稱為能量密度

能流密度:單位時間內(nèi)通過垂直于波動傳播方向上單位面積的平均能量，叫做波的平均能流密度,

也稱之為波的強度.

二、波的干涉

波的干涉現(xiàn)象

幾列相干波在媒質(zhì)中傳播，空間各點有的振幅始終最大，有的振幅始終最小，此稱為干涉

相干波源：頻率相同、振動方向相同、相位差恒定

三、特殊的干涉現(xiàn)象：駐波

1、發(fā)生條件：兩列振幅相同的相干波，在同一直線上沿相反方向傳播

2、特征：無行走之波形，存在波腹和波節(jié)。兩波節(jié)之間的點相位相同。

四、聲波、聲強級

1 聲波(20-20000Hz)

2 聲強就是聲波的能流密度

3 聲強級

我們把正常人能聽到的最低聲強作為測定聲強的標準

五、多普勒效應

波源和觀察者都相對于介質(zhì)靜止時,觀察者接收到的頻率與波源的頻率相同.

如果波源或觀察者或兩者同時相對于介質(zhì)運動,則觀察者接收到的頻率就不同于波源的頻率,這種現(xiàn)象稱為多普勒效應。

多普勒效應在日常生活中的常有表現(xiàn)有：站在鐵路邊上看到鳴笛的火車駛來，笛聲尖銳，火車離去時，笛聲變低。

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