导图社区 大学物理-波动
这是一篇关于5.波动的思维导图,探讨了横波和纵波的基本概念、特性、形成条件,以及它们在波动过程中的表现。横波被描述为质元发生切变,振动方向与波的传播方向垂直,只出现在特定介质中,如固体。而纵波则是质元自身压缩或拉长,振动方向与波的传播方向平行,可出现在气体、液体和固体中。
编辑于2024-06-06 11:24:23这是一篇关于2.The cellular Concept的思维导图,包含Frequecy Reuse、Channel Assignmet and Handoff、Interference and System Capacity、Interference and System Capacity等。
这是一篇关于1.Introduction to wriless commun的思维导图,介绍了无线通信系统的基本概念、当前系统类型、相关定义和公式,适合用于学习和复习无线通信系统的基础知识。
这是一篇关于5.Multiple Access Techniques for Wireless Communocations的思维导图,介绍了无线通信中的多址接入技术,从基本概念、类型、相关协议到蜂窝系统容量等方面进行了详细的阐述。
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这是一篇关于5.Multiple Access Techniques for Wireless Communocations的思维导图,介绍了无线通信中的多址接入技术,从基本概念、类型、相关协议到蜂窝系统容量等方面进行了详细的阐述。
波动
驻波
形成
形成条件:两列相干波向相反的方向传播并相遇 现象:出现波腹(振幅最大)和波节(振幅一直为0)
方程
y1=Acos2π(t/T-x/波长) y2=Acos2π(t/T+x/波长) y=y1+y2=2Acos(2π/波长*x)cos(2π/T*t) 由x决定振幅 由t决定各个x处质点的状态 振幅:2π/波长*x=kπ x=k*波长/2 振幅达到最大,波腹 2π/波长*x=(k+1/2)π x=(k+1/2)*波长/2 振幅为0,波节 相邻波腹(波节)之间△x为波长/2 相位:波节点两侧的质点运动相位相反 两个波节点之间的质点运动相位一致
能量分布
当振幅达到最大时:波腹处无动能无势能,波节处势能最大 当到达平衡位置时:波腹处动能最大,波节处无动能无势能 能量在俩个波节之间相互转化,不传递能量
简正模式
简正:形成稳定的驻波 L=n*波长/2 v=u/波长=n*u/(2L) 基频:n=1,v=u/(2L) 音调 谐频:n=1,2,3......,v=n*u/(2L) 音色
入射波与反射波形成驻波
当反射端为自由端时:y反射=y入射(只是传播方向变了) y1和y2的干涉形成驻波,求出驻波函数 求处波腹点和波节点 当反射端为固定端时:求波函数y1=(x,t) 点M处的y(t) M处的反射y(t) 半波损失(相位加π) 反射的的波函数y2=(x,t) 联系:旋转矢量法 y1和y2的干涉形成驻波,求出驻波函数 求处波腹点和波节点
多普勒效应
波的观测频率
v=(每秒波前进距离)/(相邻波面的距离)=u/波长 观察者运动:v=(u+-u1/u)v0 靠近+,远离- 波源运动: v=[u/(u-+u2)]v0 靠近-,远离+ 俩者都运动: v=[(u+-u1)/(u-+u2)]v0
冲击波
波源运动速度>波的传播速度 u2>u 锥形波
平面电磁波
电磁波特性
定义:由电场E和磁场H组成 特性:E和H分别沿着传播方向做行波,相位一样 E和H的振动方向相互垂直,符合右手法则E×H//u [叉乘不存在交换律] 根号下(电介质常数)*E=根号下μ*H u=1/根号下(电介质常数*μ)
电磁波能流密度
I=w*u =(1/2*电介质常数*E^2+1/2*μ*H^2)*u 根据[根号下(电介质常数)*E=根号下μ*H] =E×H 平均能流:=1/2*|E|*|H|
惠更斯原理&波的反、折、衍射、干涉
惠更斯原理
媒介中有波在传播,任何点都可以当作新的波源 任何时刻的子波源发出的包迹为新的波(阵)面
波的衍射
当障碍物的长度与波长近似时,波在传播中会发生衍射
波的反射和折射
n1*sini1=n2*sini2
波的干涉
波的特性:独立性:波在相遇后保持原有特征不变 叠加性:波在相遇后会有矢量叠加 干涉条件:波的传播方向相同,频率相同,位相差恒定 y1=A1cos(wt+φ1-+kr1) y2=A2cos(wt+φ2-+kr2) △φ=(φ2-+kr2)-(φ1-+kr1)=(φ2-φ1)-+(kr2-kr1) △φ=偶数倍π,A=A1+A2,干涉相长 △φ=奇数倍π,A=|A1-A2|,干涉相消 (联系:振动的同方向同频率合成)
波的能量&能流
波的能量
行波: 质元处的能量:dW=dEp+dEk (dEp=dEk)(同向变化) =密度*w^2*A^2*sin^2(wt-+kx+初相位)*dV 能量密度:w=dW/dV=密度*w^2*A^2*sin^2(wt-+kx+初相位) 单位体积内的能量 平均能量密度:平均w=1/2*密度*w^2*A^2
波的能流
能流:单位时间内垂直通过某界面S的能量 P=w*u*S (电波源产生的波,每个波面的能流相等) 平均能流:平均P=平均w*u*S=1/2*密度*w^2*A^2*u*S 能流密度:单位时间内垂直通过单位面积的平均能量 I=平均P/S=1/2*密度*w^2*A^2*u
机械波&波函数
机械波的产生
横波:各点振动方向与波的传播方向垂直 质元发生切变,拉动周围的质元一起振动,因此只出现在固体中 波的传播速度=根号下(切变模量/密度) 纵波:各点振动方向与波的传播方向平行 质元发生体变,本身压缩拉长,因此可出现在固液气中 波的传播速度=根号下(体变模量/密度) 切变比体变(有压缩拉伸的动作)更容易,因此地震时,纵波先到【越难变化,传播越快】
各种物理量
波面,波线:一种模型,实际并不存在 周期T:一个质点振动一个周期所用时间 振动频率:v=1/T,w=2pai/T 波速u:单位时间内,波在某个介质中传播的距离 波长=uT=u/v 角波数k=w/u=2paiv/u=2pai/波长:k乘上距离x,可得相位差
波函数
波函数y(x,t):可以知道任意x处质点在任意时间t的位移y(联系:相当于振动里的x) y(x,t)=Acos(wt+初相位-+kx) 当函数向右传播时,选-号 当函数向左传播时,选+号(联系:用旋转矢量法可推出) 【而且以此刻位置为原点】 振动速度:对时间t求导 加速度:对时间求二次导