波动模块总结

大学物理A 波动模块总结，包括简谐波、波动方程与波速、波的能量、惠更斯原理、波的叠加、波的干涉、驻波等内容

波动模块总结

• 简谐波
  • 波源作简谐振动，在波传到的区域，介质中的质元均作简谐振动
  • 波函数
  • 简谐波的波函数
    • • 波是振动状态的传播，反映了波的时间、空间双重周期性。
  • 波的几何描述
    • 波线、波阵面、波前、平面波、球面波
• 波动方程与波速
  • 平面波的波动方程
  • 三维空间中的波动方程
  • 介质中的波速
• 波的能量
  • 弹性波的能量密度
  • 平面简谐波的能量密度
  • 行波
    • 能量以波的形式向前传输且速度不变。
  • 能流密度、波的强度
  • 平面波、球面波的能流
    • 平面波波函数
    • 球面波波函数
• 惠更斯原理
  • 原理：介质中有波传播时，任一波阵面上的各点都可看作是发射子波的子波源，其后任一时刻，这些子波面的包迹就是该时刻新的波阵面。
  • 波的反射与折射
    • 折射定律
    • 反射定律
• 波的叠加、波的干涉、驻波
  • 波传播的独立性：媒质中同时有几列波时，每列波都将保持自己原有的特性（传播方向、振动方向、频率等），不受其他波影响。
  • 波的叠加原理：在几列波相遇而互相叠加的区域中，某点的振动位移是各列波单独传播时在该点引起的振动位移的矢量和。
  • 波的干涉
    • 相干条件：
      • 频率相同
      • 有恒定的相位差
      • 振动方向相同
    • 波干涉时相遇区域波的强度分布
      • 和强度：
      • 加强条件
      • 减弱条件
  • 驻波
    • 波函数
    • 特点
      • 各点都做简谐振动，频率一样。
      • 振幅:各处不等大，出现了波腹和波节
        • 波腹
        • 波节
    • 没有振动状态或相位的传播，也没有能量的传播。
    • 界面是固定端有半波损失；界面是自由端不产生半波损失。
    • 当波从波疏媒质垂直入射到波密媒质时，就有半波损失；当波从波密媒质垂直入射到波疏媒质时，无半波损失。
    • 应用
      • 弦乐器、管乐器
• 声波与声强级
  • 声强
  • 声压
  • 简谐声波
    • 声压
    • 声强
  • 声强级
• 多普勒效应
  • 当波源S和探测器D有相对运动时，接收器所测得的频率不等于波源振动频率的现象。
  • 机械波的多普勒效应
  • 光波的多普勒效应
• 波的色散及非线波简介
  • 波的色散
  • 非线性效应---叠加定理不再成立