2022-2023学年高二物理竞赛课件：半波损失（half–wave loss)

半波损失（half–wave loss) 26 四月 2023 定义：r u 较大的媒质为波密媒质。 r u 较小的媒质为波疏媒质。 媒质1 媒质2 一部分反射形成反射波； 一部分透射形成透射波。 0 透射波 y2 反射波 y1 入射波 y1 r1u1 x r2u2 (1) 若ρ1u1 > ρ2u2， 则  1 = 1 反射波： 即波密波疏，反射波和入射波同相。 半波损失（half–wave loss) 即波疏波密，反射波有位相 的突变。 ——称为半波损失 (2) 若ρ1u1 < ρ2u2 ， 则  1 =  1- 26 四月 2023 驻波总结: 1、波形不跑动，振动状态及相位不随质点传播 2、波线上各点作振幅不同，频率相同的谐振动 3、相邻两波节点之间各点作振幅不同，相位相同的独立振动 4、波节两侧的点都有相位的突变 5、能量不传播，能流密度为零 26 四月 2023 波节 驻波 相位突变π 波疏媒质 波密媒质 x 波腹 相位不变 波疏媒质 波密媒质 x 驻波 透射波： 无论ρ1u1>ρ2u2，还是ρ1u1<ρ2u2 均有1= 1，即透射波总是与入射波同相。 当波从疏媒质垂直入射到密媒质界面上反射时，有半波损失，形成的驻波在界面处形成波节。 当波从密媒质垂直入射到疏媒质界面上反射时，无半波损失，形成的驻波在界面处形成波腹。 26 四月 2023 两列波在一根很长的细绳上传播，它们波函数表达式为 求 (1) 各波的频率、波长、波速和波的传播方向； (2) 证明绳是作驻波式振动，并求波腹和波节的位置； (3) 波腹处的振幅多大？在x＝1.25m处，振幅多大？ 解 则 (1) 将方程化成标准形式 y1沿x轴正向传播， y2沿x轴负向传播。 26 四月 2023 波腹位置 (3) 波腹处的振幅是 波节位置 x＝1.25m处，振幅为 (2) 合运动方程为 x＝0处为波腹位置，且每隔l/2就出现波腹 26 四月 2023 弦线上的驻波 这一驻波是由音叉在绳中引起的向右传播的波和反射后向左传播的波合成的结果。改变拉紧绳子的张力，就能改变波在绳上的传播速度。 26 四月 2023 n＝1, 2, 3, ….. 条件：两端固定(波节)，形成驻波条件是 允许存在的波长或频率是 称为固有波长或固有频率。 其中最低的频率叫基频，其他较高频率都是基频的整数倍，他们各以其对基频的倍数而称为二次、三次…谐频。各种允许频率所对应的驻波模式称为弦线振动的简正模式(normal mode)。 n＝1, 2, 3, ….. 26 四月 2023 多普勒效应（Doppler effect） 因波源或观察者相对波传播的介质运动，致使观察者接收的波的频率与波源不同的现象。 uS —波源相对于介质的运动速度； uB—观察者相对于介质的运动速度； S —波源的频率； B —观察者接收到的频率； 选介质为参考系，设波源和观察者的运动在两者的连线上。 uB、 uS的符号“趋近为正，背离为负”，波速u恒为正。 规定： u—波在介质的传播速度。 26 四月 2023 此时， uB > 0 观察者向着波源运动 一、波源静止、观察者运动 若观察者以速度uB迎着波运动时，观察者接收到的频率会升高。 (2) uB < 0 观察者远离波源运动 若观察者以速度uB远离波源运动，观察者接收到的频率为波源频率会降低。 26 四月 2023 uS S · · · B 测=  uSTS ´ ·  S uS uTS · B u S 运动的前方波长缩短 (1) 波源向着观察者运动 波长变为 二、波源运动、观察者静止 26 四月 2023 (2) 波源远离观察者运动 若波源向着观察者运动时，即us > 0 ，观察者接收到的频率会大于波源的振动频率。 若波源远离观察者运时，即us< 0，观察者接收到的频率小于波源的振动频率。 波的频率 $