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1、一、波动媒质中一体积元一、波动媒质中一体积元 中的能量中的能量以一个平面简谐纵波为例来说明以一个平面简谐纵波为例来说明1.体积元的动能体积元的动能So波的能量波的能量2.体积元的势能体积元的势能一根长为一根长为 的棒,伸长的棒,伸长 时具有的势能。时具有的势能。由胡克定律:由胡克定律:令:令:S3.体积元的总能量体积元的总能量速度最大时:速度最大时:此时的相对形变(应变)此时的相对形变(应变)也最大!也最大!二、能流和能流密度(波强)二、能流和能流密度(波强)仍以平面简谐波为例:仍以平面简谐波为例:1.能量密度能量密度-单位体积中的能量单位体积中的能量2.平均能量密度平均能量密度-一周期内能量
2、密度的平均值一周期内能量密度的平均值3.能流能流-单位时间内通过介质中某面积的能量单位时间内通过介质中某面积的能量输输出出功功率率平均能流平均能流-单位时间内通过某面积的平均能量单位时间内通过某面积的平均能量4.平均能流密度(波强)平均能流密度(波强)通过垂直于波传播的方向的单位面积的平均能流通过垂直于波传播的方向的单位面积的平均能流即即单位时间单位时间内通过垂直于波动传播的方向的内通过垂直于波动传播的方向的单位面积单位面积中的中的平均能量平均能量。单位:单位:定义:烏莫夫定义:烏莫夫-玻印廷矢量(玻印廷矢量(1874由由H.A ymof 和和 Poynting提出提出)含义含义:描述波的能量强弱描述波的能量强弱.讨论讨论:1)平面波平面波S1S2A不变不变!2)球面波球面波S1r1S2r2设距波源设距波源r0处振幅为处振幅为A0,r处为处为A,则则三、声强、声强级三、声强、声强级1.声强声强-声波的波强声波的波强引起痛觉的声音引起痛觉的声音炮炮 声声铆铆 钉钉 机机交通繁忙的街道交通繁忙的街道通通 常常 谈谈 话话耳耳 语语引起听觉的最低声音引起听觉的最低声音树树 叶叶 沙沙 沙声沙声声声 源源声强(声强(W m-2)响响 度度1110-210-510-610-1010-1110-12震耳震耳响响正常正常轻轻极轻极轻