2019岩土工程师《普通物理》考点：波的能量

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一、波的能量

波的能量=媒质中某体积元的振动动能与弹性势能之和

物理意义：

(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)在波传播过程中，任意体积元的波能量不守恒。

(3)任一体积元的波能量在一周期内“吞吐”(吸收放出)两次，这正是传播能量的表现。

例：(2014考题)一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某瞬时，媒质中一质元正处于平衡位置，此时它的能量是

(A)动能为零，势能最大。

(B)动能为零，势能为零。

(C)动能最大，势能最大。

(D)动能最大，势能为零。

答(C)

例：一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中

(A)它的动能转化为势能。

(B)它的势能转化为动能。

(C)它从相邻的一段媒质质元获得能量，其能量逐渐增加。

(D)它把自己的能量传给相邻的一段媒质质元，其逐渐减小。

答案：(C)

注：(D)从平衡位置运动到最大位移处的过程中

能量密度:单位体积内的能量称为能量密度

能流密度:单位时间内通过垂直于波动传播方向上单位面积的平均能量，叫做波的平均能流密度,

也称之为波的强度.

二、波的干涉

波的干涉现象

几列相干波在媒质中传播，空间各点有的振幅始终最大，有的振幅始终最小，此称为干涉

相干波源：频率相同、振动方向相同、相位差恒定

三、特殊的干涉现象：驻波

1、发生条件：两列振幅相同的相干波，在同一直线上沿相反方向传播

2、特征：无行走之波形，存在波腹和波节。两波节之间的点相位相同。

四、声波、声强级

1 声波(20-20000Hz)

2 声强就是声波的能流密度

3 声强级

我们把正常人能听到的最低声强作为测定声强的标准

五、多普勒效应

波源和观察者都相对于介质静止时,观察者接收到的频率与波源的频率相同.

如果波源或观察者或两者同时相对于介质运动,则观察者接收到的频率就不同于波源的频率,这种现象称为多普勒效应。

多普勒效应在日常生活中的常有表现有：站在铁路边上看到鸣笛的火车驶来，笛声尖锐，火车离去时，笛声变低。

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