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1、惠更斯原理2球 面 波平 面 波 行进中波面上任意一点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前.O1R2Rtu3 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波动是能量传递的一种方式 .222ddcos ()WVAtkxxxOxdxOyyyd4能量密度：单位体积介质中的波动能量222dcos ()dWwAtkxV 平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值22021d1AtwTwTxxOxdxOyyyd5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：SuwP udtSu6uwS
2、PI 能流密度 ( 波的强度 )I: uAI2221 通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流. SuwP udtSu孤立振动系统波动能量守恒能量不守恒动能、势能转换沿波传播方向向前传播Ek、Ep反相Ek、Ep同相势能决定于形变势能决定于相对形变221kAE 222dsindxEA tVuyxy振动系统与波动能量的比较振动系统与波动能量的比较8 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.1s2s1r2r2211uSwuSw1221rrAA00cos ()Arytru2222221221421421ruAruA即故平面波平
3、面波t+t+ t t时刻时刻t t时刻时刻球面波球面波波源波源t t时刻时刻t+t+ t t时刻时刻结论：经过结论：经过 t t时间后，两种波的波阵面形状保持不变。时间后，两种波的波阵面形状保持不变。条件是：媒质是各向同性的均匀介质条件是：媒质是各向同性的均匀介质缺点缺点：包络面只能往前画，即包络面只能往前画，即 ，而不是而不是 ，这属于波传播方向问题。，这属于波传播方向问题。 惠更斯原理惠更斯原理适用于一切波适用于一切波(机械波、电磁波机械波、电磁波)优点优点：由一个波阵面可以知道下一个波阵面由一个波阵面可以知道下一个波阵面xxu t xxu t 惠更斯原理可惠更斯原理可 解释反射、折射、衍
4、射现象；解释反射、折射、衍射现象；BCiADEu1u2u2td = u1t1122sinsiniutuutu11用惠更斯原理证明时刻 t时刻 t+tB2B3B1NNAIB32dd3dLiiii i i A1A2A3B2B3B1NNAId12 波 的 衍 射 水波的衍射 波在传播过程中遇到障碍物，能绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播.波的衍射波的吸收波在介质中传播，介质要吸收波的部分能量，从而使波的强度衰减当波通过厚度为dx的介质时，设波的强度增量为dI，则dIIdx 积分可得0 xII e可见，波强度随着介质厚度的增加，呈指数衰减。波的叠加原理和干涉波的叠加原理波的叠加原理 波传播的独立性：两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时相同，互不干扰. 波的叠加性：在相遇区，任一质点的振动为二波单独在该点引起的振动的合成. 频率相同、振动方向平行、相位相同或相位差恒定的两列波相遇时，使某些地方振动始终加强，而使另一些地方振动始终减弱的现象，称为波的干涉现象.波的干涉16波频率相同，振动方向相同，相位差恒定； 例 水波干涉 光波干涉 某些点振动始终加强，另一些点振动始终减弱或完全抵消. ( (2) )干涉现象干涉现象满足干涉条件的波称相干波.( (1) )干涉条件干涉条件