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课件网) 2020 高中物理竞赛 普通物理学 湖南师大附中 三、平面简谐行波的微分方程 沿x方向传播的平面波动微分方程 求t 的二阶导数 求x的二阶导数 一、波的能量和能量密度 平面简谐波 在x处取一体积元dV, 质量为 dm=?dV 质点的振动速度 §5.3 波的能量 声强 体积元内媒质质点动能为 体积元内媒质质点的弹性势能为 1.波的能量 体积元内媒质质点的总能量为： (1) 在波动的传播过程中，任意时刻的动能和势能不仅大小相等而且相位相同，同时达到最大，同时等于零。 (2)在波传动过程中，任意体积元的能量不守恒。 说明 横波在绳上传播时 体积元在平衡位置Q时，相对形变量最大，弹性势能也为最大；此时动能也最大。 体积元在最大位移P时，相对形变为零 ，弹性势能亦为零；此时动能等于零。 2.能量密度 单位体积介质中所具有的波的能量。 平均能量密度: 一个周期内能量密度的平均值。 1.能流:单位时间内通过介质中某一 截面的能量。 二、波的能流和能流密度 平均能流：在一个周期内能流的平均值。 2. 能流密度(波的强度)： 通过垂直于波动传播方向的单位面积的平均能量 单位：瓦·米－2 在均匀不吸收能量的媒质中传播的平面波在行进方向上振幅不变，球面波的振幅与离波源的距离成反比。 3.平面波和球面波的振幅 在一个周期T内通过S1和S2面的能量应该相等 对平面波： 所以,平面波振幅相等。 对球面波： 所以振幅与离波源的距离成反比。如果距波源单位距离的振幅为A则距波源r 处的振幅为A/r 由于振动的相位随距离的增加而落后的关系，与平面波类似，球面简谐波的波函数： 三、波的吸收 波在实际介质中，由于波动能量总有一部分会被介质吸收，波的机械能不断减少，波强亦逐渐减弱。 设介质中某处振幅为A，经厚为dx的介质，振幅的衰减量为-dA， 则 -dA= ?Adx 设 x=0 时， A=A0 四、声压、声强和声强级 声压：介质中有声波传播时的压力与无声波时的静压力之间的压差. 平面简谐波，声压振幅为 声强：声波的能流密度。 频率越高越容易获得较大的声压和声强 引起人听觉的声波有频率范围和声强范围 通常把最低声强作为测定声强的标准，用I0表示. 声强级 单位为贝尔(Bel) 单位为分贝(dB) 人耳对响度的主观感觉由声强级和频率共同决定 谢谢观看！ 祝大家学业有成！
