2019巖土工程師《普通物理》考點(diǎn)：波的能量

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一、波的能量

波的能量=媒質(zhì)中某體積元的振動(dòng)動(dòng)能與彈性勢(shì)能之和

物理意義：

(1)在波動(dòng)的傳播過程中，任意時(shí)刻的動(dòng)能和勢(shì)能不僅大小相等而且相位相同，同時(shí)達(dá)到最大，同時(shí)等于零。

(2)在波傳播過程中，任意體積元的波能量不守恒。

(3)任一體積元的波能量在一周期內(nèi)“吞吐”(吸收放出)兩次，這正是傳播能量的表現(xiàn)。

例：(2014考題)一平面簡(jiǎn)諧波在彈性媒質(zhì)中傳播，在某瞬時(shí)，媒質(zhì)中一質(zhì)元正處于平衡位置，此時(shí)它的能量是

(A)動(dòng)能為零，勢(shì)能最大。

(B)動(dòng)能為零，勢(shì)能為零。

(C)動(dòng)能最大，勢(shì)能最大。

(D)動(dòng)能最大，勢(shì)能為零。

答(C)

例：一平面簡(jiǎn)諧波在彈性媒質(zhì)中傳播，在媒質(zhì)質(zhì)元從最大位移處回到平衡位置的過程中

(A)它的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。

(B)它的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

(C)它從相鄰的一段媒質(zhì)質(zhì)元獲得能量，其能量逐漸增加。

(D)它把自己的能量傳給相鄰的一段媒質(zhì)質(zhì)元，其逐漸減小。

答案：(C)

注：(D)從平衡位置運(yùn)動(dòng)到最大位移處的過程中

能量密度:單位體積內(nèi)的能量稱為能量密度

能流密度:單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于波動(dòng)傳播方向上單位面積的平均能量，叫做波的平均能流密度,

也稱之為波的強(qiáng)度.

二、波的干涉

波的干涉現(xiàn)象

幾列相干波在媒質(zhì)中傳播，空間各點(diǎn)有的振幅始終最大，有的振幅始終最小，此稱為干涉

相干波源：頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定

三、特殊的干涉現(xiàn)象：駐波

1、發(fā)生條件：兩列振幅相同的相干波，在同一直線上沿相反方向傳播

2、特征：無行走之波形，存在波腹和波節(jié)。兩波節(jié)之間的點(diǎn)相位相同。

四、聲波、聲強(qiáng)級(jí)

1 聲波(20-20000Hz)

2 聲強(qiáng)就是聲波的能流密度

3 聲強(qiáng)級(jí)

我們把正常人能聽到的最低聲強(qiáng)作為測(cè)定聲強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)

五、多普勒效應(yīng)

波源和觀察者都相對(duì)于介質(zhì)靜止時(shí),觀察者接收到的頻率與波源的頻率相同.

如果波源或觀察者或兩者同時(shí)相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng),則觀察者接收到的頻率就不同于波源的頻率,這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。

多普勒效應(yīng)在日常生活中的常有表現(xiàn)有：站在鐵路邊上看到鳴笛的火車駛來，笛聲尖銳，火車離去時(shí)，笛聲變低。

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