最新zk14波动第2讲北京交通大学大学物理课件PPT.ppt 84页

'进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅zk14波动第2讲北京交通大学大学物理 上次课的基本概念和规律1.平面波传播时，若波场中各点均按照余弦或正弦规律振动，则称为平面简谐波当x=0m处振动方程为平面简谐波波函数:X为代数(+,-)t后符号取决于波速方向(沿x正方向为负,否则为正)符号2.波动是振动状态在媒质中的传播过程媒质中各质点：振动频率相同；振动相位不同。 x2波沿传播方向每增加的距离，相位落后2：▲相位关系：某时刻某质元的相位（振动状态）将在较晚时刻于“下游”某处出现。x1u 一平面简谐波在弹性媒介中传播，在某一瞬时，媒介中某质元正处于最大位移处，此时它的能量是A.动能为零，势能最大；B.动能为零，势能为零；C.动能最大，势能最大；D.动能最大，势能为零。#1a1101009a 一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中A.它的势能转换成动能B.它的动能转换成势能C.它从相邻的质元获得能量，其能量逐渐增加D.它把自己的能量传给相邻的质元，其能量逐渐减小E.以上都不对#1a1101009b 一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元离开平衡位置向最大位移处运动的过程中A.它的势能转换成动能B.它的动能转换成势能C.它从相邻的质元获得能量，其能量逐渐增加D.它把自己的能量传给相邻的质元，其能量逐渐减小E.以上都不对#1a1101009c 一平面简谐波在t时刻的波形曲线如图所示。若此时A点处媒质质元的振动动能在增大，则A点处质元的弹性势能在减小波沿x轴负方向传播B点处质元的振动动能减小波的能量沿x轴正方向传播AByxt时刻#1a1101009du√ 讨论1.体积元的W,同时达到最大值,又同时达到最小值.B点同时B"点v最大，Wk最大最大同时最大，曲线斜率BB"均随t作周期性变化,WkWp机械能不守恒! 2.3.波的能量密度普遍结论:机械波的能量与A2,2成正比.在T4内从左侧质点接受能量B在平衡位置达到最大值.在下一个T4内向右侧质点传递能量…….B点*能量随波向下游传播，其传播速度也是u(波速)平均能量密度（在一个周期内的平均） 平衡位置处（Ψ=0），能量密度w最大，最大位移处（Ψ=A），能量密度w为零。能量的传播0AwxΨwu能量“一堆堆”地传播 能流：把波在单位时间内通过某一面积的能量，称为波通过该面积的能流。S15-2-3波的能流单位时间内通过垂直于波的传播方向的单位面积的平均能量。平均能流密度：波的强度I：—媒质的“波阻”等于平均能流密度，（单位：W/m2） 讨论：1.平面波在传播中振幅不变的物理意义当介质对波的能量无吸收时SS通过相同波线的两个面积相同的波面 2.球面简谐波振幅衰减在介质无吸收的情况下则:设r=r0处,振幅为A0则任意r处波函数为or1r2S1S2 强度将衰减称为介质的吸收系数平面波振幅衰减规律为设波通过极薄的(厚度为dx)一层介质后*15-2-4波的吸收朗伯定理 海水对声波透明海水对电磁波很不透明可 海洋声学（自学略讲）海水对声波非常透明，注定了海洋是声波施展才华的天地。在海洋中声波代替电磁波被用来探测海洋中的物体，传输信息和进行遥测和遥感。多波束探测器用来绘制海图 超声波的发现压电效应逆压电效应当输给石英晶体交变电流时石英就会按交变电流的节奏一伸一缩地振动起来，也就发出了声音。如果交变电流的频率是超声频率，发出的就是超声。居里兄弟发现宝石受压生电超声波的原理和应用（自学略讲） 海豚声通讯蝙蝠超声波婴儿的超声波像 应用：1.超声的机械作用超声波不仅能使物质作激烈的受迫机械振动，而且还发现能产生单向力的作用。这些机械作用，在超声波技术中，如超声焊接、钻孔、清洗、除尘等，已有了广泛的应用。超声波的传播特性和应用高频超声波的最明显的传播特性之一就是方向好。因为频率高，波长就短，衍射不显著，射线能做定向的传播。2.超声的空化作用3.家喻户晓的B超 15-3-1惠更斯原理15-3-2波的衍射（自学）15-3-3波的反射和折射(自学)§15-3惠更斯原理波的衍射 惠更斯原理:在波的传播过程中,波阵面(波前)上的每一点都可看作是发射子波的波源,在其后的任一时刻,这些子波的包迹就成为新的波阵面.穿过小孔的波与原耒波的形状无关,这说明小孔可以看成是一个新的波源.15-3-1惠更斯原理15-3-2波的衍射 用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波前................子波波源t+t时刻的波面t时刻的波面 .........用惠更斯原理解释衍射现象障碍物障碍物后的阴影部分平面波平面波波面障碍后的波面障碍后的波线 缺口越小，衍射越显著 广播和电视哪个更容易收到?更容易听到男的还是女的说话的声音？障碍物（声音强度相同的情况下）短波(频率高)的波衍射现象不明显，方向性好。 ABCD波的反射MN波的反射定律:入射角等于反射角15-3-3波的反射和折射 声波的反射：消音室回音壁 u2t媒质1、折射率n1媒质2、折射率n2i法线B入射波A··E·Cu1u1t··FDu2折射波传播方向r波的折射 MNBCAD夜晚的声线声源sinui2121sinnur==波动的折射定律声波的弯曲：夏日正午的寂静夜半钟声到客船温度低高声速小大白天的声线声源静区静区 15-4-1波的叠加原理15-4-2波的干涉15-4-3驻波学习要求§15-4波的叠加原理干涉现象1.理解波的干涉现象.掌握波的相干条件.能运用相位差或波程差来确定相干波叠加后加强或减弱的条件.2.理解驻波的特性及其形成条件.了解驻波与行波的区别. 1、几列波相遇后,仍保持它们原有的特性(频率、波长、振幅、振动方向等)不变,并按照原耒的方向继续前进,即各波互不干扰2、在相遇区域内,任一点的振动为几列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和——独立传播原理.——波的叠加原理15-4-1波的叠加原理波的叠加原理由波动方程的线性所决定，当波的振幅、强度过大时，对机械波，媒质形变与弹力的关系不再呈线性；对电磁波，介质不再是线性介质，叠加原理不再成立。 同频率不同振幅的两个波的叠加图示两列振动方向相同的同方向传播的波动的叠加:频率比为2:1的两个等幅波的叠加一个高频波和一个低频波的叠加频率相近的两列等幅波的叠加叠加原理在物理上的重要性还在于可将一列复杂的波分解为简谐波的组合 这两列波叠加后的图像稳定,不随时间变化某些点振动始终加强.另一些点振动始终减弱相干波;相干波源相干条件：(1)频率相同(2)振动方向相同(3)有恒定的相位差问:两列波不满足相干条件不能叠加，对不对？15-4-2波的干涉 P点的合振动为S1r1S2r2P关于干涉加强、减弱条件的讨论:式中(重点) 两列相干波在空间任一点所引起的两个振动的相位差是一个恒量,不随时间而变,只是空间位置的函数.空间任一点的合振幅A也是一个恒量. (1)合振动的振幅最大,称为相干加强(2)合振动的振幅最小,称为相干减弱(k=0,1,2,…..)时(k=0,1,2,…)时, (3)若代表从波源S1和S2发出的两列相干波到达空间P点时所经过的路程差,称为波程差.k=0,1,2,….,A最大.k=0,1,2,….,A最小.即对于两个同相位的相干波源.此时上述条件变为: 两列波叠加后的强度叠加后空间各点的强度重新分布.若I1=I2,则叠加后波的强度当=±2k时,在这些位置波强最大,当=±(2k+1)时,在这些位置波强最小,I246-28-4-6-80Imax=4I1.Imin=0 S1r1S2r2P两波源S1S2发出两列相干波，设1020分别是该两列相干波的初相。则这两列相干波在空间任一点P所引起的两个振动的相位差#1a1101010b P、Q为两点声源，两者产生的声波的波长和振幅都相同。若要在点R获得干涉相长，问两声源P，Q的初相位差应该是多少？A.0B.½C.0.5D.1/E.1F.G.上述答案均不对PQRll#1a1101011a 例:位于A,B两点的两个波源,振幅相等,频率都是100Hz,相位差为,若A,B相距30m,波速为400ms.求:AB连线之间叠加(干涉）而静止的各点位置..ABLx.PO解:建立坐标 由干涉静止的条件(k是整数)干涉静止点为: 例:如图所示,海边一发射天线A,发射波长为的无线电波.海轮上有一接收天线B,两根天线都高出海平面H.海轮自远处接收发射天线所发射的无线电波.若将平静的海平面看作反射面,求当海轮从很远处向岸边驶近第一次接收到讯号极大值时,两根天线的距离S.HABS 解:海轮上天线B所接收的极大讯号是由海边天线A直接射入的无线电波及由海平面反射的无线电波干涉的结果。HABS两讯号到达B点时的波程差S2S2o当=时,出现第一个极大注意到O点产生的半波损失。 讨论两列振幅相同的相干波,在同一直线上,沿相反方向相向传播时所产生的叠加.驻波是干涉的特例. 一、驻波的产生两列等振幅相干波相向传播时叠加干涉形成驻波。B绳上的驻波mPA15-4-3驻波可以看到弦线上形成了稳定的振动状态,但各点的振幅不同,有些点始终静止不动,而另一些点则振动最强. 合成波根据此表达式耒讨论合成后空间各点的情况:二.解析法讨论驻波的特点:波沿x轴正向传播波沿x轴负向传播 (1)合成以后各点都在做同周期的振动,但各点振幅不同,合振幅最大值发生在的点,因此波腹的位置波腹 相邻两个波腹或波节之间的距离合振幅最小值发生在因此波节的位置波节 驻波波腹和波节条件与干涉加强和相消条件的等同性讨论两列振幅相同的相干波,在同一直线上,沿相反方向传播时所产生的叠加S1S2x驻波波腹驻波波节相干加强相干相消结果一样! (2)驻波中各点的相位特点各点相位相同,位相差为0,两侧振动步调相反!的各点，即波节处不振动。*相邻的两波节之间:*一个波节的两侧:若一侧:则另一侧必:或各点振动步调一致各点的相位相反,位相差为, (3)驻波的能量*当介质中各质元的位移都同时达到最大值时全部能量都是势能,且集中在波节附近。*当介质中各质元都同时经过平衡位置时在波节势能最大;波腹势能最小全部能量都是动能,且集中在波腹附近.波节动能为零,波腹动能最大能量在波腹和波节之间转换。驻波进行中没有能量的定向传播。总能流密度为零。 当介质中各质点的位移都达到最大值时,驻波上的质点的全部能量都是势能,且集中在波节附近,在波节处相对形变最大,势能最大;在波腹处相对形变最小,势能最小。当介质中各质点的位移都达到平衡位置时,驻波上的质点的全部能量都是动能,且集中在波腹附近。因此介质在振动中,驻波的动能和势能不断地转换,由波腹附近不断转换到波节附近,再由波节附近不断转换到波腹附近。即驻波没有能量的定向传播。这可从能流密度证明:因为能流密度等于平均能量密度乘波速，左行波与右行波能流密度之和为零。所以驻波不传播能量，它是媒质的一种特殊的运动状态.稳定态。 各处不等大，出现了波腹（振幅最大处）和波节（振幅最小处）。相邻波节间距离/2，测量波节间距可得行波波长。没有x坐标，故没有了相位的传播。驻波是分段振动—驻振动，两相邻波节间为一段。同一段振动相位相同；相邻段振动相位相反。▲振幅：▲相位：小结：驻波的特点 合能流密度为▲能量：没有单向能量传输—驻波不传播能量。驻波能量被“封闭”在相邻波节和波腹间的/4的范围内，在此区间质元间有能量交换：能量由两端向中间传，瞬时位移为0，能量由中间向两端传，势能动能。动能势能。势能为0，动能最大。 的情形设典型的驻波行波此时仍可称“驻波”，但波节处有振动。 第14讲作业:练习册P114：13，14，15，18 肺痈内蒙古医学院中内教研室 【概述】一、定义痈：局部组织出现化脓性改变肺痈属于内痈之一，是指肺组织出现化脓性改变的一种疾病。由于热毒壅结于肺，以致肺叶生疮，血败肉腐，形成脓疡的一种病证，临床以发热，咳嗽，胸痛，咯吐腥臭浊痰，甚则脓血相兼为主要表现。 二、沿革1.汉·张仲景首创“肺痈”病名，用桔梗汤治疗。2.汉代以后，对肺痈的认识续有发展。3.迄至明清，对本病的认识更趋深入、全面。4。解放以后，中医药治疗肺痈取得了新经验 三、范围西医学所指的化脓性肺炎、肺坏疽及支气管扩张、支气管囊肿、肺结核空洞等伴化脓性感染而表现肺痈证候者，亦可参考本篇辨证施治。 【病因病机】外因风热风寒郁而化热邪热壅肺内因嗜酒过度，过食辛辣厚味肺有宿痰（咳喘）肺经痰热素盛一、病因： 二、病机感受风热痰热素盛内外合邪肺卫同病热伤肺气肺失宣肃肺痈（初期）热伤血脉热毒壅肺灼津为痰热痰瘀阻肺络肺痈（成痈期）热毒炽肺血败肉腐成脓脓溃肺痈（溃脓期）热毒徐解邪去正复肺痈（恢复期） 本病病位在肺病理性质属实、属热。其成痈化脓的病理基础，主要在于热壅血瘀。病机为热壅血瘀，蕴酿成痈，血败肉腐化脓。本病的病理演变过程，可以随着病情的发展，邪正的消长，表现为初期、成脓期、溃脓期、恢复期等不同阶段。二、病机 【诊查要点】一、诊断依据1.临床表现：发病多急，突然寒战高热，咳嗽胸痛，咯吐粘浊痰，经旬日左右，咯吐大量腥臭脓痰，或脓血相兼，身热遂降，症情好转，经数周逐渐恢复。如脓毒不净，持续咳嗽，咯吐脓血臭痰，低烧，消瘦，则为转成慢性。 2.验痰法：肺痈病人痰吐在水中，沉者是痈脓，浮者是痰。3.验口味：肺痈病人吃生黄豆或生豆汁不觉其腥。4.体征：可见舌下生细粒；迁延之慢性患者，还可见指甲紫而带弯，指端形如鼓槌。脓肿接近胸壁部位者，叩诊可呈浊音，听诊呼吸音减弱，或闻及湿罗音。 3、相关检查1）．血常规：白细胞计数及中性粒细胞均显著增加。2）．痰：涂片、培养。3）．血源性肺脓肿，血培养可发现致病菌。4）．胸部X片：可见肺野大片浓密阴影，其中有脓腔及液平面。 二、鉴别诊断1．肺痈与风温：相同点：肺痈初期与风温均有发热、咳嗽。不同点：风温：经正确及时治疗后，多在气分而解。如经一周身热不退，或退而复升，咯吐浊痰，应进一步考虑肺痈之可能。可以说是风温没有及时治愈，病情恶化的结果，当出现咯吐大量腥臭脓血浊痰时，即可诊断肺痈。 2．肺痈与肺痿肺痿：为气阴亏损，虚热内灼，或肺气虚冷，以致肺叶痿弱不用，病程长而发病缓，形体多虚．肌肉消瘦，咳唾涎沫，脉数虚。联系：肺痈久延不愈，误治失治，痰热壅实上焦，薰灼肺阴，可转成肺痿。 3．咳嗽之痰热蕴肺证咳嗽之痰热蕴肺证：多为气分邪热伤及血络，病情较轻，属痰热犯肺证，常咯吐黄稠浓痰，痰量多，夹有血丝或咯鲜血。也可以说是咳嗽之痰热蕴肺证没有及时治愈，病情恶化的结果，当出现咯吐大量腥臭脓血浊痰时，即可诊断肺痈。 【辨证论治】一、辨证要点１、掌握病性：本病为热毒瘀结于肺，成痈酿脓，发病急，病程短，总属实热之证。２、辨清发病过程的四期：初期－邪在肺卫；成痈期－化脓成痈；溃脓期－痈肿内溃；恢复期－邪去正复。 二、治疗原则本证属实、热证，治疗当以祛邪为原则。采用清热解毒、化瘀排脓的治法，脓未成当着重清肺消肿，脓已成当排脓解毒。按照有脓必排的要求,尤以排脓为首要措施. 1.初期症状：发热、微恶寒、咳嗽，咯粘液痰或粘液性脓痰，胸痛，咳时尤甚，口干鼻燥，舌苔薄黄，脉浮滑数。治法：疏散风热，清肺化痰。方药：银翘散加减常用药：银花、连翘、芦根、竹叶、桔梗、贝母、牛蒡子、前胡、甘草。三、证治分类 2.成痈期症状：壮热不寒，汗出烦躁，咳嗽气急，胸痛，转侧不利，咳吐黄绿色浊痰。口干咽燥欲饮，舌苔黄腻，脉滑数。治法：清肺化瘀消痈。方药：千金苇茎汤合如金解毒散。常用药:苡仁，冬瓜仁，桃仁，桔梗、甘草，芦根、黄芩，黄连，山栀、银花，鱼腥草，蒲公英，紫花地丁。 3.溃脓期症状：咳吐大量脓血痰，或如米粥，腥臭异常，时有咯血，胸中烦满而痛，甚则气喘不能平卧，身热、面赤、烦渴喜饮，舌质红，苔黄腻，脉滑数。治法：排脓解毒。方药：加味桔梗汤。常用药:苡仁、冬瓜仁、桔梗、败酱草、桃仁、芦根、鱼腥草、金荞麦根、黄芩、银花。 4.恢复期症状：身热渐退，咳吐脓血日减，臭味亦减，痰液逐渐转为清稀，精神日见好转，食欲增加，但仍觉气短乏力，自汗、低热、午后潮热，心烦，口干咽燥，舌质红或淡红，苔薄黄干，脉细数。治法：清养补肺。方药：沙参清肺汤合桔梗杏仁煎加减。常用药：沙参、麦冬、百合、玉竹、太子参、党参、黄芪、当归、贝母、冬瓜仁。 【预防护理】一、预防凡属肺虚或原有其它慢性疾患，肺卫不固，易感外邪者，当注意寒温适度，起居有时，以防受邪致病；并禁烟酒及辛辣炙煿食物，以免燥热伤肺。一旦发病，则当及早治疗，力求在未成脓前得到消散，或减轻病情。二、护理肺痈病人，病情一般较重，故应卧床休息。 尚需注意以下几点：加强观察体位引流警惕变证饮食宜忌宜食清淡蔬菜。多吃水果可以苡米煨粥食之。禁一切辛辣刺激食品。二、护理 【结语】一、特征：咳吐腥臭脓血浊痰。二、病因病理：风热犯肺，或痰热素盛，热伤肺气，蒸液为痰，热壅血瘀，肉腐血败，成痈化脓。三、辨证要点：病位在肺，证属实热。根据病理演变过程，可分为初期（表证期）、成痈期、溃脓期、恢复期。如邪恋正虚，则转为慢性。四、治疗原则应以清热散结，解毒排脓为主。 1.肺痈的主症是什么，其病因病机如何,常见病机转化有哪些？2.试述肺痈常见证型的症状、治法及方药。3.肺痈有预防与调护应注意什么？复习思考题: 结束'