大学物理演示动画--驻波的形成-[福州大学...李培官]

大学物理演示动画---驻波-[福州大学至诚学院]

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今天是2013年8月3日星期六
10
t
A B
C
驻波的能量在相邻的波腹和波节间往复变化, 在相邻的波节间发生动能和势能间的转换, 动能主要集中在波腹, 势能主要集中在波节, 但无能量的定向传播.
机械波
6.6.4 半波损失 1. 入射波与反射波产生驻波振源
软绳当形成驻波时
自由端反射
总是出现波腹总是出现波节
固定端反射
设：
y1 A cost kx 右行波 y2 A cost kx 左行波 y y1 y2 2 A cos kx cost
机械波
驻波的特点
ห้องสมุดไป่ตู้
机械波
机械波
6.6.3 驻波的能量
波节
波腹
x
x
y 2 位移最大时 dWp ( ) x
平衡位置时 dWk ( y ) 2
驻波-----演示动画
福州大学至诚学院
大学物理教研室
1
驻波的形成与特点
2
机械波
§6.6 驻波
6.6.1 驻波的产生两列振幅相同的相干波相向传播时叠加形成的波称为驻波. 驻波是波的一种干涉现象.
驻波的波形特点
三、驻波
1. 表达式
当两列振幅相同，频率相同，振动方向相同的波以相反方向传播时，叠加形成驻波。

大学物理演示动画---光的偏振-[福州大学...李培官]

今天是2013年8月4日星期日
大学物理演示动画 ---光的偏振
福州大学至诚学院
大学物理教研室李培官
1．光的偏振状态
自然光
线偏振光
部分偏振光
偏振片
波动光学
检偏
起偏器
检偏器
思 • 一束光线通过一偏振片，若I 不变化，是什么光？
考 •I 变化且有消光, 是什么光？ • I 变化但无消光, 是什么光？
原理：把自然光分成寻常光和非寻常光，然后利用全反射把寻常光反射到棱镜侧壁上，，只让非寻常光通过，从而获得一束振动方向固定的线偏振光。加工后将两块方解石用加拿大胶粘合起来，对于o光对于e光
光轴
90 48 68
e光 o光
加拿大胶
no n 产生全反射
n 1.55 no 1.658
波动光学
偏振光的干涉人为双折射现象旋光现象偏振光的干涉1 实验装置屏
偏振片P1
波晶片
偏振片P2
2. 实验现象
单色光入射, 波片厚度均匀, 屏上光强均匀分布.
白光入射, 屏上出现彩色, 转动偏振片或波片, 色彩变化. 波片厚度不均匀时, 出现干涉条纹.
双折射[演示动画]
• 尼克尔棱镜
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今天是2013年8月4日星期日
波动光学
3. 马吕斯定律 I0
P1
I1
P2
I2
P1 A1
E2 E1 cos
P2 A2
A2 A1 cos
马吕斯定律

I 2 I1 cos 2
I2：检偏器射出光强
I1：入射检偏器光强

大学物理课件第15章机械波-驻波

x
三波疏介质
相位跃变（半波损失）
波密介质较大
u
较小
u
当波从波疏介质垂直入射到波密介质，被反射到波疏介质时形成波节. 入射波与反射波在此处的相位时时相反, 即反射波在分界处产生的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失.
π
u
较大当波从波密介质垂直入射到波疏介质，被反射到波密介质时形成波腹. 入射波与反射波在此处的相位时时相同，即反射波在分界处不产生相位跃变.
15.5 波的衍射
15.5.2 波的衍射
当波长与障碍物可比拟的时候，波就可以绕过障碍物而传播，并且子波的包迹组成新的波振面
15.5 波的衍射
15.5.3 波的反射和折射
A2 A2 A1 E1 A1 E1 E2
E2
反射：因为在同一介质中波速相同，所以有
折射：在两种介质中相等时间内有
t
15.5.1 惠更斯—菲涅耳原理惠更斯原理：介质中波动传播到的
各点，都可以看成是发射子波的波源，其后的任一时刻，这些子波的包络面就是新的波阵面。
水面波的衍射
惠更斯—菲涅耳原理：介质中波动传播到的各点，都可以看成是发射子波的波源，其后的任一时刻，这些子波的包络面就是新的波阵面，波阵面上的每一点不仅可以看成是发射子波的波源，而且这些子波波源是相干波源，它们发出的子波是相干波，相干波的干涉决定波的强度。
BC u1
ADC ABC BAC DCA
BAC i
BC t u1
AD u1t BC
AD u2 t
BAC i, ACD
BC u1 t AC sin i AD u 2 t AC sin sin i u1 n2 n21 sin u 2 n1

大学物理课件--驻波-[福州大学...李培官]

1 2 π (k ) π 2

k 0,1,2,
k 0,1,2,
波腹波节
1 k 2 2
相邻波腹（节）间距为

2
驻波条件： Ln

2
, n 1,2......
7
2）每一时刻驻波都有确定的波形，此波形既不左移，也不右移，没有振动状态和相位的传播，故称为驻波。
因为两相邻波节之间的间隔为/2 。
(3)因为在x=7m处为波密反射点，该处为波节点。
40 uT 20 4(m) 10
所以在0<x<7m区间的干涉相消点为：
2
y1
O
y2 7
x ( m)
x 1,3,5,7(m)
20
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14 x y反 A cos[ 10 (t ) ] 20 x A cos[ 10 (t ) 7 ]
20
19
(2)在x=6m处介质质元的振动方程
6 6 y6 A cos( 10t ) A cos( 10t 7 ) 2 2 y6 2 A cos( 10t ) 即：
D C
6
讨论
驻波方程 y 2 A cos 2π cos 2π t x 1）振幅 2 A cos 2π 随 x 而异，与时间无关.
cos 2 π x
x
x k π 1 2π
0
x

x
k

2
k 0,1, Amax 2 A
k 0,1,2 Amin 0

x
x 2 A cos 2 π cos 2 πt

大学物理课件---物质波的统计解释---[福州大学...李培官]

有“干涉”、“衍射”、等现象。但不是经典的波！因为它不代表实在物理量的波动。
14
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今天是2020年1月6日星期一
15
10
机械波: -位移量在空间传播 y Acos(t- x )
电磁波: -电场强度在空间传播
E

E0
cos(tu- x
u
)
实物波: ---粒子在空间出现的几率的分布
以电子单缝衍射为例:
光强
亮
暗
x波动观点: I A2 A大 A小
φ
电子束
粒子观点: I N光子数N密大度 N小
统计观点: I 几率几率大几率小
今天是2020年1月6日星期一
大学物理课件
--物质波的统计解释
福州大学至诚学院
大学物理教研室李培官
1
第六篇
第十二章. ---波和粒子
2
§12--2.物质波.不确定关系
§12-2--2.
物质波的统计解释
3
一.电子双缝衍射实验
机械波是机械振动在介质中的传播，电磁波是变化的电磁场在空间的传播,那么实物粒子波是什么形式呢?
这种看法与实验不符。我们知道，衍射现象是由波的干涉而产生的，如果波真是由它所描写的粒子所组成，则粒子流的衍射现象应当是由于组成波的这些粒子相互作用而形成的。但事实证明，在粒子流衍射实验中，照象片上所显示出来的衍射图样和入射粒子流强度无关，也就是说和单位体积中粒子的数目无关。如果减小入射粒子流强度，同时延长实验的时间，使投射到照象片上粒子的总数保持不变，则得到的衍射图样将完全相同。即使把粒子流强度减小到使得粒子一个一个地被衍射，照片上一次出现一个孤立的点，体现了电子的粒子性。只要经过足够长的时间，所得到的衍射图样也还是一样。这说明每一个粒子被衍射的现象和其他粒子无关，衍射图样不是由粒于之间的相互作用而产生的。

大学物理课件___感生电场_[福州大学李培官]

产生感生电动势的非静电力是什么呢？
分析：这种力能对静止电荷有作用，与磁场的变化有关，但既不会是洛仑兹力，也不是库仑力。
3
麦克斯韦提出：即使不存在导体回路，在变化的磁场周围也存在一个变化的电场，这个电场称为感生电场。
感生电场也会对电荷有作用力。
感生电动势的非静电力:感生电场施于导体中电荷的力。
由于磁场随时间变化，则必然存在： B
当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场，射入的电子就会被加速。
铁芯
磁场B
电子束
1940年美国物理学家克斯特研制成功
线圈
环形真空室
• 两基本因素：加速,转圈。
23
电子感应加速器的工作原理：射入真空室的电子，一方面在磁场施予的洛仑兹力作用下作圆周运动，另一方面又在感生电场的作用下沿轨道切线方向被加速。
S是以L为边界的任意面积
S2
如图以L为边界的面积可以是S1 L S1
也可以是S2
8
感
生
电场线
B t
0
9
四.感生电场与静电场的区别
静电场 E
感生电场 E感
起源由静止电荷激发
由变化的磁场激发
电电力线为非闭合曲线力线形状静电场为无旋场
电力线为闭合曲线
E感
dB 0 dt
由法拉第电磁感应定律
t
i 得感生电动势为

d
dt
i
d dt B
S t
B dS
S
dS
4
二.感生电场与变化磁场的关系
随时间变化的磁场在其周围激发一种电场，叫感
生电场(涡旋电场) 。它对电荷也有力的作用。此

大学物理演示动画--劈尖干涉-[福州大学...李培官]

今天是2014年4月22日星期二
大学物理演示动画
--劈尖干涉
福州大学至诚学院
大学物理教研室李培官
1
第十一章.
波动光学
大学物理演示动画
劈尖干涉
2
劈尖涉
n
介质劈尖空气劈尖
n=1
考察入射光为单色平行光垂直入射情况:

反射光1
n e n θ n (设n > n )
反射光2
反射光1与 2 的光程差：
2ne

2
k
明条纹
(2k 1)

2
暗条纹
讨论
(1) 同一厚度d 对应同一级条纹—— 等厚条纹. 条纹平行于棱.
3
空气劈尖(分振幅)
4
5
问题：若劈尖的一边作如下变化，相应的条纹如何变化？
每一条纹对应劈尖内的一个厚度，当此厚度位置改变时，对应的条纹随之移动.
6
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今天是2014年4月22日星期二
7

大学物理演示动画--迈克尔逊干涉仪-[福州大学...李培官]

3
2.迈克尔逊干涉仪的原理
（1）M1 和M2垂直， M1 和M2 平行；等倾干涉。
反射镜M1 M2的像M 2
2e( )
e
2
M1 M2
单色光
反射
源
镜
M2
12
E 和M2 不平行；等厚干涉。
M2的像M 2 反射镜M1
2e( )
今天是2020年1月6日星期一
大学物理演示动画
--迈克尔逊干涉仪
福州大学至诚学院
大学物理教研室李培官
第十一章.
波动光学
大学物理演示动画
迈克尔逊干涉仪
2
1.迈克尔逊干涉仪的结构
反射镜M1
单色光源
分光板G1
M1 M2
G1//G2 ,与M1、M2 成450 角。
反射镜 M2
1 2 补偿板 G2 E
for 2014
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9
2
M1与M
不
2
垂
直
单色
反
光
射
源
镜
M2
12
E
5
6
M1
b
a
M

1
M2
b1
b2
a1
a2
M1
b
a
M

1
M2
b2
b1
a2
a1
相干长度：两个分光束产生干涉效应的最大光程差δm为波列长度Lc,δm称为相干长度。相干时间：与相干长度对应的时间 Δt=δm/c
相干长度
7
8
Tips for Better Life

一驻波的产生ppt课件

y反 Acos[2 (t / T L / ) ]
设P点距原点为x，则反射波在P点的相位比B点的相位落后：2 (L x)
即P点的振动方程为：
y反
Acos[2 (t
/T
L / )
2
(L
x)]
则反射波的波动方程为：
y反
A cos(2
t T
2
x
4
L
)
物理学
第五版
10-5 驻波
四驻波的能量
入射波的波动方程为：
y1
Acos(2t 2
x )
驻波方程为：
y
y1
y2
2Acos( 2
x ) cos(2t )
2
2
或：
y
y1
y2
2 A sin(
2
x) cos(2t )
2
解：入射波在B点的振动方程为：
y入 Acos[2 (t /T L / ) ]
P
由于B是固定端，则在B点处有半波损失，因而反射波在B点的振动方程为：
物理学
第五版
10-5 驻波
2 条件两列振幅相同的相干波相向传播
第十章波动
1
物理学
第五版
3 驻波的形成
10-5 驻波
第十章波动
2
物理学
第五版
10-5 驻波
二驻波方程
正向
y1
A c os2π
(t
x)
负向
y2
Acos2π (t
x)
y y1 y2
Acos2π (t x ) Acos2π (t x )
所以反射波方程为：
（4）
y2

大学物理演示动画---角动量守垣-[福州大学...李培官]

表征力对物体转动作用, 称为力矩 .
4 – 2力矩转动定律转动惯量
第四章刚体转动
力矩
1.力在转动平面内
M Fd Fr sin M r F
M
O
M
z
r
F
*

d
力臂
P
F Fz F 其中 Fz 的力矩对转动不起作用对转轴的力矩：M z r F
6
实际生活中的一些现象 Ⅰ、芭蕾舞演员的高难动作
高！
高！
艺术美、人体美、物理美相互结合
物体组内各质点以相同角速度绕同一轴转动时的角动量守恒
I 可变，ω 亦可变，但仍有Iω=常数，故有
1 I
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• 力对轴的力矩力的大小？力的作用点？
定轴转动定律
大学物理学刚体力学
3
角动量守恒【演示动画】
4
• 刚体的角动量守恒定律
dL z Mz dt
当: M z 0 时
Lz 恒矢量
角动量守恒定律:
刚体所受合外力矩为零, 则刚体的角动量保持不变.
J 2 2 J11
(M z 0)
探索演示实验: 角动量演示仪
5

刚体角动量守恒【动画演示】
今天是2013年8月16日星期五
大学物理演示动画 ---角动量守恒
福州大学至诚学院
大学物理教研室李培官
大学物理学刚体力学
• 物体系的角动量守恒：
对有几个物体或质点构成的系统, 若整个系统所受对同一转轴的合外力矩为零, 则整个物体系对该转轴的总角动量守恒 . J ii ri mvi 恒矢量

大学物理课件-第12章12-8-波的叠加原理-波的干涉-驻波

两相干波叠加后的强度
I A2 A12 A22 2A1A2 cos
第十二章机械波和电磁波
§12-8 波的叠加原理波的干涉驻波
I I1 I2 2 I1I2 cos
如果 I1=I2
I

2 I1 (1
cos )

4I1
cos2

2
当 2k 当 (2k 1)
第十二章机械波和电磁波
§12-8 波的叠加原理波的干涉驻波二、波的干涉
两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的简谐波称为相干波，相干波的波源称为相干波源。
两列相干波在空间一点相遇，两个分振动具有恒定的相位差，对于空间不同的点，相位差是逐点不同，某些点振动始终加强，某些振动始终减弱，称为干涉现象。
x
第十二章机械波和电磁波
§12-8 波的叠加原理波的干涉驻波
驻波实验及半波损失
反射点B固定不动形成波节，反射波与入射波间有相位
突变。
第十二章机械波和电磁波
§12-8 波的叠加原理波的干涉驻波
密度和波速u的乘积u较大的媒质称为波密媒质， u较小的称为波疏媒质。波由波疏媒质传向波密媒质并在交界面上反射时，反射波的相位突
§12-8 波的叠加原理波的干涉驻波
一、波的叠加
1、波传播的独立性：几个波源产生的波，同时在一媒质中传播，并在媒质空间某点相遇，每一列波将保持自己原有的特性（频率、波长、振动方向和传播方向等）独立的传播。 2、波的叠加原理：质点的振动位移是各列波在该点引起的位移的矢量和。
任何一质点的周期性运动，都可以用简谐运动的合成来表示；反之，任何几列波在空间某点的叠加都可以用该点振动合成的方法去获得。