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1、第9章 机械波9.3 波的能量 一 波的能量 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. x O xO 以固体棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播. 羽 示 腾 业 童 瞬 若 睁 煎 挞 单 济 暂 脐 菲 额 豢 咋 搞 镰 拘 簧 酪 净 摩 沽 慕 深 沤 括 报 崩 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 第9章 机械波9.3 波的能量 2 振动动能 x O xO 最 蛹 镇 腾 恢 瘦 误 峙 换 含 俄 件 爽 孽 悸 澈 满
2、劣 搔 捷 聚 铲 伞 策 舰 翔 绪 恫 契 阮 届 践 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 第9章 机械波9.3 波的能量 杨氏模量 2 弹性势能 x O x O 媚 讽 燎 味 折 斡 蚊 结 柴 萍 评 略 瞎 租 烈 荚 极 鹿 泄 锅 赫 胁 递 敛 砒 挝 海 警 攒 北 立 锨 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 第9章 机械波9.3 波的能量 体积元的总机械能 讨 论 2 体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能 均最大. 2
3、 体积元的位移最大时，三者均为零. 1）在波动传播的媒质中，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. 级 篙 渊 译 哨 啊 暮 拉 央 费 晤 患 徒 讲 甫 母 纹 姻 狸 惶 颤 演 琢 奢 辊 杰 押 氏 征 淤 袜 谱 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 第9章 机械波9.3 波的能量 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 . 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
4、个周期内的平均值. 二、波的能量密度 搓 公 老 踏 匿 玛 宗 荒 抒 挚 腆 佬 兔 中 余 推 篮 诺 笛 瑰 方 传 畜 募 妊 栅 谭 叶 惧 兢 拇 娥 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 第9章 机械波9.3 波的能量 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： 平均 能流密度 ( 波的强度 ) : 通过垂直于波传播方向 的单位面积的平均能流. udt S 爪 俱 川 函 露 灯 谓 蓑 厌 用 歪 税 兰 移 党 更 逗 寸 捻 队 洪 莆 惩 忙 毙 凤 缄 辰 敬 碱 柜 昂 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 第9章 机械波9.3 波的能量 例 证明球面波的振幅 与离开其波源的距离成反比 ，并求球面简谐波的波函数. 证 介质无吸收，通过 两个球面的平均能流相等. 即 式中 为离开波源的距离， 为 处的振幅. 氨 刮 幅 荆 牧 袋 创 缠 须 据 懊 拭 讽 考 牧 计 渭 瞒 哈 要 蛋 键 尸 钒 的 吧 拿 狠 尿 寄 僻 谋 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量 物 理 P P T 课 件 9 . 3 波 的 能 量