导航:首页 > 机械知识 > 为什么机械波衍射会损失能量

为什么机械波衍射会损失能量

发布时间:2021-01-29 10:36:39

1. 机械波和电磁波的能量由什么决定!

机械波的能量由振幅决定;
电磁波的能量由频率决定,这从光电效应版可以看出权来;E=hv

光电效应是典型的量子效应,在微观高速的情况下,电磁波理论(宏观低速)已经不再适用。

光子是电磁波能量的量子化,是电磁波能量的最小单位;因此你第三个问题怎么说呢?
光波也是一种电磁波,只要光波频率等于电子从一个能级跃迁到另一能级所需的能量,就可以被电子吸收。因此电子式可以吸收电磁波所携带的能量的。

2. 超声波发生衍射后会不会有能量损失

超声波发生衍射后抄会有能量损失。

当障碍物的尺寸小于或者与波长差不多时能发生明显的衍射现象.障碍物的大小与波的“衍射程度”成正相关关系(即障碍物尺寸越小,波的“衍射程度”越大)光波的干涉是能量的干涉,衍射和干涉本身没有本质的区别,衍射侧重光线的传播方向发生改变,干涉强调能量重新分布

3. 高二物理题目,电磁波问题,请高手赐教!详细点

1、关于电磁场的产生,下列叙述正确的是:
A、静止的电荷周围一定有磁场
B、运动的电荷周围一定有磁场
C、电容器充、放电时,导体中的电流能产生磁场
D、电荷在导体中振动会产生磁场
---------
本题考查“电流的磁场”。
电荷的移动形成电流。
所以只要有电荷的移动,就一定会产生磁场。
2、一个电子向一个质子运动的过程中(质子静止不动),则
A、可能发射电磁波
B、不可能发射电磁波
C、电子和质子组成的系统能量一定守恒
D、电子和质子组成的系统电荷量一定守恒
-------------
电子向质子运动,形成电流的大小是变化的,产生的电场也是变化的。从而产生的磁场也可能是变化的。我认为ACD都对。
3、把机械波和电磁波作比较,下列说法中不正确的是
A、它们都可以发生反射,折射,干涉,衍射
B、机械波和电磁波本质上是相同的,只是频率不同而已
C、机械波的传播速度只取决于介质,与频率无关;电磁波的传播速度不仅取决于介质,还和频率有关
D、机械波的传播一定要有介质,电磁波在真空中也能传播
=======
我认为AD对
A是波共有属性。
B-----电磁波的产生是“电磁振荡”,机械波的产生是“机械振动”。本质不同。
C-----好像波的速度都是由“介质”决定的。试想,在空气中,不同频率的电磁波,如果速度不同,我们手机通话可就有问题咯......呵呵

4. 求助,关于物理中机械波的问题

机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处,机械波由机械振动产生,电磁波由电磁振动产生;机械波的传播需要特定的介质,在不同介质中的传播速度也不同,在真空中根本不能传播,而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波,但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质,如:折射、反射等是一致的,描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有:水波、声波、地震波。

机械波与机械振动的关系

机械振动产生机械波,机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生。

形成条件

波源

波源也称振源,指能够维持振动的传播,不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件,也是电磁波形成的必要条件。

波源可以认为是第一个开始振动的质点,波源开始振动后,介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动,波源的频率等于波的频率。

介质

广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中,介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时,机械波不会产生,例如,真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中,波速是不同的。

下表给出了0℃时,声波在不同介质的传播速度,数据取自《普通高中课程标准实验教科书-物理(选修3-4)》(2005年)[2]。单位v/m·s^-1

质点运动

机械波在传播过程中,每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动,即,质点本身并不随着机械波的传播而前进,也就是说,机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。例如:人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动.

为了说明机械波在传播时质点运动的特点,现已绳波(右下图)为例进行介绍,其他形式的机械波同理[2]。

绳波

绳波是一种简单的横波,在日常生活中,我们拿起一根绳子的一端进行一次抖动,就可以看见一个波形在绳子上传播,如果连续不断地进行周期性上下抖动,就形成了绳波[2]。

把绳分成许多小部分,每一小部分都看成一个质点,相邻两个质点间,有弹力的相互作用。第一个质点在外力作用下振动后,就会带动第二个质点振动,只是质点二的振动比前者落后。这样,前一个质点的振动带动后一个质点的振动,依次带动下去,振动也就发生区域向远处的传播,从而形成了绳波。如果在绳子上任取一点系上红布条,我们还可以发现,红布条只是在上下振动,并没有随波前进[2]。

由此,我们可以发现,介质中的每个质点,在波传播时,都只做简谐振动(可以是上下,也可以是左右),机械波可以看成是一种运动形式的传播,质点本身不会沿着波的传播方向移动。

对质点运动方向的判定有很多方法,比如对比前一个质点的运动;还可以用“上坡下,下坡上”进行判定,即沿着波的传播方向,向上远离平衡位置的质点向下运动,向下远离平衡位置的质点向上运动。

传播本质

在机械波传播的过程中,介质里本来相对静止的质点,随着机械波的传播而发生振动,这表明这些质点获得了能量,这个能量是从波源通过前面的质点依次传来的。所以,机械波传播的实质是能量的传播,这种能量可以很小,也可以很大,海洋的潮汐能甚至可以用来发电,这是维持机械波(水波)传播的能量转化成了电能。

惠更斯原理(Huygens principle)

惠更斯原理用于解释球面波和平面波的传播,此外还可以解释波的反射、衍射的现象

在总结许多实验的基础上,荷兰科学家惠更斯提出:介质中波阵面上每一个点(有无数个)都可以看成一个新的波源,这些新的波源发出的子波。经过一定时间后,这些子波的包络面就构成下一时刻的波面[2]。

根据惠更斯原理,我们可以解释球面波的波面是怎样形成的,右图中,点波源O发出的波在t时刻的波面是一个球面S1,该球面上每一个点都可以看成一个新的点波源,它们各自向前发出球面子波,下一时刻(t+△t)新的波面S2,就是这些子波波面相切的包络面;平面波同理。

惠更斯原理的局限

①没有说明子波的强度分布问题;

②没有说明波为什么只能向前传播,而不向后传播的问题。

后来,菲涅耳对惠更斯原理作了重要的补充,形成惠更斯-菲涅耳原理,这些缺陷才被克服。

随着机械波的传播,介质中的分子振动起来。根据分子的振动方向和波传播的传播方向之间的关系,可以把机械波分为横波和纵波两类。

物理学中把分子的振动方向与波的传播方向垂直的波,称作横波。在横波中,凸起的最高处称为波峰,凹下的最低处称为波谷。绳波是常见的横波。

物理学中把分子的振动方向与波的传播方向在同一直线的波,称作纵波。分子在纵波传播时来回振动,其中分子分布最密集的地方称为密部,分子分布最稀疏的地方称为疏部。

声波是常见的纵波。

波形曲线

如果在绳子波动的某个时刻拍下照片,就能得到该时刻的波形。这个波形是由同一时刻具有不同位移的绳上各质点组成的。如果在波形上添加一个坐标系,就可以得到该时刻这个波的图像。用横坐标x表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置,用纵坐标y表示各个质点离开平衡位置的大小,规定位移方向向上为正值。在坐标平面上,以某一时刻各个质点的x、y值描出各对应点,在用光滑的曲线连接起来,就得到该时刻波的图像,也称波形曲线或波形。在波的图像上,通常用箭头表示出波的传播方向。

波形曲线与振动图像有差别,振动图像是振动物体在不同时刻的位移,而波形曲线则是一个特定时刻所有质点的位移。

波形曲线上,我们可以读出同一时刻所有质点的位移、方向,以及波长、周期等物理量。

简谐波(simple harmonic wave)

如果介质中各个质点做简谐运动,它所形成的波就是一种最基本、最简单的波,称为简谐波,它的波形是正弦(或余弦)曲线。其他波可以看成是若干个简谐波合成的[2]。

物理描述

描述机械波的物理量同样适用于电磁波,因此,这里“机械波”简称“波”

波长(wave length)

沿着波的传播方向,两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离称作波长,常用λ表示[2]。在横波中,波长等于“波峰-波峰”的长度或“波谷-波谷”的长度;在纵波中,波长等于“密部-密部”或“疏部-疏部”的长度。

频率与周期

波上任意一个质点完成一次全振动所需时间称为周期,常用T表示,单位是s;介质中的质点单位时间内完成全振动的次数叫做波的频率,常用f表示,单位是Hz。频率是周期的倒数。

波速(wave speed)

波速是单位时间内波在介质中传播的距离,为波长和频率的乘积(v=λf),表示波在的传播速度。机械波在特定介质中的传播速度是固定的。

希望我能帮助你解疑释惑。

5. 关于机械波的一些物理问题,高手请进(请详细描述,好的追加50分)

楼上诸位,概念谁都懂,关键是应用.
我是高中物理竞赛省一,给你一个比较可靠的答案.
1. 首先,这是声波的衍射.因为声波波长与障碍物(比如墙壁)尺寸接近,所以会发生明显的衍射.因此可以两人隔了一堵墙可以对话,但彼此看不见人.
另比如光往墙上照透不过来,就是因为光波(电磁波)的波长相对于墙,尺寸太小,没有明显的衍射.但是,你拿手术刀/刮胡刀刃,用刀侧正对太阳看,你会发现刀刃周围有一道金光,这是因为可见光波长与刀刃尺寸接近,可见光发生了衍射
2. 不知你是否知道一个公式:Δp×Δx≤h/(4π).这里,Δp是粒子动量的不准确度(含大小与方向),Δx是粒子位移的不准确度(含大小与方向),h是普朗克常量。孔的尺寸好比Δx:孔越大,Δx越大,Δp越小,这就如孔大了,波经过时就不转弯,直着走;孔越小,Δx越小,Δp越大,这就如孔小了,经过孔的波的动量变化就大了,也就是波的传播方向就变化大了,这样才有了衍射;而若孔的大小过分小,那么能经过波的量就很小,波就失去意义(比如是光的话,光的波动性就很难体现)了。所以一般来讲,观察明显衍射,要求孔尺寸与波长接近。
(这个问题和上一个有点类似啊)
3. 干涉有很多:
你滴一滴儿油在水面上,看到有“彩色油花”,那就是干涉,一圈圈油花不同颜色是由于油膜厚度不同,导致不同频率的色光干涉时有的加强有的减弱,显示不同色彩;
肥皂液/洗洁精水产生的膜与上面的类似;
找一等腰三角形截面的棱镜,从底边垂直棱镜中轴(中轴与棱镜截面垂直)射一束单色光,在平行中轴的光屏上就会投射出一条一条的干涉图样。亮处是加强处,无光处是减弱处;
在旷野上,有的地方手机信号好,再走一段信号就差;再走一段,信号又好了。这是因为信号好的地方是电磁波干涉加强点,无信号的地方是减弱点。
4. 在驻波中,波节上各介质质元不运动,速度是0;波腹上各介质质元做简谐运动,且两相临波节正中央的质点的振幅是所在整个驻波半波长上最大的。
5. 当然有区别啦。比如,声源频率是f,声速是v0,当人相对参考系以速度v1向声源运动,声源相对参考系静止,则人听到的频率是:f'=((v0+v1)/v0)f. 当声源相对参考系以速度v2(v2小于声速)向人运动,人相对参考系静止,则人听到的频率是:f''=(v0/(v0-v2))f。注意,这里所说的参考系可以有速度。也就是说,多普勒效应的发生只与声源、人的相对速度有关;当有相对速度时,要看清楚是谁在运动,以用对公式计算频率。标准公式:f'=((v0+/-v人)/(v0-/+v声))f0,f0是声源频率。
更多知识需要自己消化哦~

不知不觉打了这么多……

6. 为什么只有障碍物尺寸和波长相差不多时,才有明显的衍射现象这其中与能量有什么关系衍射过程中能

这是实验上得出的结论。
理论解释是这样的:频率高的波长短,其粒子性强,不专要表属现为直线传播,频率低、波长长的不要表现为波动性,不按直线传播,就可以转弯--绕到障碍手的背后---就是衍射。一定要和能量联系就有些牵强。
衍射后的能量只和孔的大小有关,孔越大,能够过去的能量越多,孔小能够过去的能量少。孔越小(过去的能量少),频率越低(粒子的能量越小)衍射现象越明显。这和损失能量也没有关系。

亲,不要忘记及时采纳哦。有问题另行提问,我会随时帮助你。

7. 机械波能量传递的问题

不矛盾啊
根据能量守恒,可以知道质点a起振的所有能量就是这个系统的能量内总和,
当波传递到b的时候,容这个总和应该等于b点起振的所有能量+从质点a到b这段距离中波传递时损耗的能量,由于ab间距你假设为零,所以没有损耗
因此,质点a起振的所有能量应该等于b点起振的所有能量,也就是能量的最大值
不过,LZ需要考虑另外一个问题,质点a起振是由什么造成的,如果是施加一个外力作用的话,这个外力是持续的还是瞬时的

8. 机械波的能量会不会有损失

当然会损失啊。声音就是机械波,离得远了是不是就听不见了??

9. 机械波衍射的原理是什么

惠更斯原理。也就是每个质元振动都会向四周传播子波。

阅读全文

与为什么机械波衍射会损失能量相关的资料

热点内容
章丘五金市场在那里 浏览:872
液位变送器阀门开关怎么使用 浏览:310
郑州大有电动工具 浏览:283
阀门sp值值是什么 浏览:542
控制电机综合实验装置 浏览:94
玉环鲜迭阀门厂 浏览:708
高压油顶起装置作用 浏览:413
减速器轴承盖螺栓螺纹为什么向下 浏览:325
轴承6318尺寸多少钱 浏览:316
年产30万供水装置设计招标 浏览:438
机械设备安全装置维护费用 浏览:162
机械手的设计涉及哪些技术 浏览:199
设备投资安装投资指的是什么 浏览:667
根据管道压力定阀门压力 浏览:721
氨气实验室制法尾气处理装置 浏览:266
天然气管道球阀阀门打不开 浏览:466
机床的类代号用大写的什么表示 浏览:616
机械键盘以前是什么键盘 浏览:322
启动机控制装置作用 浏览:655
燃气管道阀门开启状态 浏览:882