机械波和电磁波

机械波和电磁波学习笔记，内容有机械波的产生与传播、平面简谐波的波函数、波动方程、波的能量、波的强度、多普勒效应等。

机械波和电磁波

• 机械波的产生和传播
  • 机械波产生的条件
    • 波源
    • 弹性介质
  • 横波和纵波
  • 波阵面和波射线、波前
  • 波长、频率和波速间的关系
    • 频率和周期只取决于波源，与介质无关
    • 波速取决于介质的弹性和质量密度，与波源无关
    • 
• 平面简谐波的波函数
  • 沿0x正向传播
    • 
  • 沿0x负向传播
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  • 
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• 波动方程 波速
  • 平面波的波动方程
    • 
• 波的能量 波的强度
  • 波的能量
    • 在波动过程中，任一质元的动能和势能相等，且同相位变化
    • 能量密度及平均能量密度
  • 波的强度（平均能流密度）
    • 能流及平均能流
  • 球面简谐波的波函数
    • r越大，A越小
• 多普勒效应
  • 波源或观察者相对于介质运动，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象
    • 波源不动
      • 观察者向波源运动
        • 
      • 观察者远离波源
        • 
    • 观察者不动
      • 波源向观察者运动
        • 
      • 波源远离观察者
        • 
    • 波源和接收器同时相对介质运动
      • 相向运动
        • 速度取正
      • 相背运动
        • 速度取负
• 波的叠加原理 波的干涉 驻波
  • 波的叠加原理
    • 矢量和
  • 波的干涉
    • 相干条件
      • 振动方向相同
      • 频率相同
      • 相位相同或相位差恒定
      • 波程差
        • 
          • 加强条件（合振幅最大）
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          • 减弱条件（合振幅最小）
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    • 干涉现象的强度
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  • 驻波
    • 两列振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成
    • 表达式及能量分布
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      • 波节处势能最大，波腹处势能最小；波节处动能为零，波腹处动能最大
    • 相邻波腹和相邻波节间距一样
      • 
  • 半波损失
    • 波从波疏介质到波密介质传播时
• 惠更斯原理 波的衍射
  • 惠更斯原理
    • 波前的每一点可看做是发射球面子波的波源
  • 波的衍射
    • 波在传播过程中遇到障碍物时，其传播方向绕过障碍物发生偏折的现象
    • 衍射是波动的共同特征
    • 障碍物越小，衍射现象越明显