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(2)若ρ1u1>ρ2u2,则如果称ρu大者为“波密介质”,ρu小者为“波疏介质”,那么可以说,从“波密介质”到“波疏介质”的反射波与入射波在界面上无相位差;
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(3)若ρ1u1<ρ2u2,则或可表述成即从“波疏介质”到“波密介质”的反射波,相对入射波在界面有π相位差,或者说会出现半波损现象.
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例31 长l,密度ρ,杨氏模量为E的均匀弹性介质柱体,一端固定,一端自由,不计重力和阻力,试求可形成驻波的纵波振动频率ν.
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解 形成驻波时,固定端为波节,自由端为波腹,长度l与波长λ之间的关系为
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由得
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力学(物理类) 7.7 波的能量
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7.7.1 能量密度
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机械振动的质元携带着动能和势能,这些能量分布在波动所到的空间,将单位体积空间内包含的能量称为波的能量密度.
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以弹性介质纵波为例,介质密度记为ρ,振动量可简化为取截面积为dS,长度从x到x+dx的小段,其中包含的动能和势能分别为
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可见,任一时刻同一处的动能和势能相同,这可通过对波形曲线的分析得到定性解释.例如图7-89中P1,P2邻域内的介质振动速度为零,形变量也为零,故dEk,dEp同取零值.在Q邻域内的介质振动速度最大,形变量也最大,dEk和dEp同时达到极大值.体元dV内的总能量dE=dEk+dEp,波的能量密度便是
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图 7-89
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不同的机械波,能量密度表达式虽有不同之处,但在与振幅平方成正比以及随空间和时间的分布特征方面则是相同的.
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7.7.2 能流密度 波的强度
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