波的干涉ppt課件

1、細(xì)雨綿綿細(xì)雨綿綿 獨(dú)立傳播獨(dú)立傳播 一、波的疊加原理一、波的疊加原理 二、波的干涉二、波的干涉 相關(guān)條件相關(guān)條件18.4 波的干涉波的干涉一、波的疊加原理一、波的疊加原理 1S2S12 1. 波的獨(dú)立傳播原理波的獨(dú)立傳播原理各振源在介質(zhì)中獨(dú)立地激起與本各振源在介質(zhì)中獨(dú)立地激起與本人頻率一樣的波，每列波傳播的人頻率一樣的波，每列波傳播的情況與其他波不存在時(shí)一樣。情況與其他波不存在時(shí)一樣。實(shí)踐例子實(shí)踐例子: :紅綠光束交叉紅綠光束交叉 樂(lè)隊(duì)演奏樂(lè)隊(duì)演奏 空中無(wú)線電波等空中無(wú)線電波等(1) 兩列或幾列波在傳播過(guò)程中相遇，相遇后仍堅(jiān)持各自?xún)闪谢驇琢胁ㄔ趥鞑ミ^(guò)程中相遇，相遇后仍堅(jiān)持各自傳播特性波長(zhǎng)、頻率

2、、波速、波形不變。傳播特性波長(zhǎng)、頻率、波速、波形不變。(2) 處于兩列或幾列波相遇處的質(zhì)點(diǎn)處于兩列或幾列波相遇處的質(zhì)點(diǎn)其振動(dòng)形狀由兩列或幾列波各自提其振動(dòng)形狀由兩列或幾列波各自提供的振動(dòng)的合成。供的振動(dòng)的合成。奧地利奧地利 音樂(lè)會(huì)音樂(lè)會(huì) 2. 疊加原理疊加原理 在各波的相遇區(qū)，各點(diǎn)的振動(dòng)在各波的相遇區(qū)，各點(diǎn)的振動(dòng)是各列波單獨(dú)在此激起的振動(dòng)是各列波單獨(dú)在此激起的振動(dòng)的合成。的合成。1S2SP12Pyyy線性疊加：滿(mǎn)足線性動(dòng)搖方程時(shí)，相應(yīng)的介質(zhì)叫線性介質(zhì)。線性疊加：滿(mǎn)足線性動(dòng)搖方程時(shí)，相應(yīng)的介質(zhì)叫線性介質(zhì)。只需各波都較弱時(shí)才滿(mǎn)足線性疊加只需各波都較弱時(shí)才滿(mǎn)足線性疊加假設(shè)各分波都是假設(shè)各分波都是S.

3、H.W. S.H.W. ，各點(diǎn)就是，各點(diǎn)就是S.H.V.S.H.V.的合成的合成二、波的干涉二、波的干涉 相關(guān)條件相關(guān)條件討論討論 波的干涉景象波的干涉景象特殊的波疊加景象。特殊的波疊加景象。得到干涉所要求的條件叫得到干涉所要求的條件叫 相關(guān)條件。相關(guān)條件。滿(mǎn)足相關(guān)條件的波叫相關(guān)波，波源叫相關(guān)波源，滿(mǎn)足相關(guān)條件的波叫相關(guān)波，波源叫相關(guān)波源， 疊加叫相關(guān)疊加。疊加叫相關(guān)疊加。振源振源S1振源振源S2 1. 相關(guān)條件相關(guān)條件 參與疊加的波必需頻率一樣簡(jiǎn)稱(chēng)同頻率。參與疊加的波必需頻率一樣簡(jiǎn)稱(chēng)同頻率。在確定的相遇點(diǎn)各分振動(dòng)的振動(dòng)方向一樣簡(jiǎn)稱(chēng)在確定的相遇點(diǎn)各分振動(dòng)的振動(dòng)方向一樣簡(jiǎn)稱(chēng)同方向，相位差恒定簡(jiǎn)稱(chēng)

4、相差恒定。同方向，相位差恒定簡(jiǎn)稱(chēng)相差恒定。2. 波場(chǎng)中的強(qiáng)度分布波場(chǎng)中的強(qiáng)度分布11112222Scos()Scos()yAtyAt振動(dòng)振動(dòng)振動(dòng)振動(dòng)P1r2r兩振源在場(chǎng)點(diǎn)兩振源在場(chǎng)點(diǎn)P產(chǎn)生的諧振動(dòng)分別為產(chǎn)生的諧振動(dòng)分別為1111222222coscosPPyAtryAtr場(chǎng)點(diǎn)場(chǎng)點(diǎn)P是兩個(gè)同方向的同頻率的是兩個(gè)同方向的同頻率的S.H.V.的合成，的合成，結(jié)果取決于兩振動(dòng)的相位差。結(jié)果取決于兩振動(dòng)的相位差。21212rr兩諧振動(dòng)的相差兩諧振動(dòng)的相差兩波波程差兩波波程差21rr2212122cosAAAA A由于在波場(chǎng)中確定點(diǎn)有確定的相位差，所以每一點(diǎn)都有由于在波場(chǎng)中確定點(diǎn)有確定的相位差，所以每一點(diǎn)

5、都有確定的確定的 A。從而在波場(chǎng)中構(gòu)成了穩(wěn)定的強(qiáng)度分布。從而在波場(chǎng)中構(gòu)成了穩(wěn)定的強(qiáng)度分布。 干涉的特點(diǎn)干涉的特點(diǎn):強(qiáng)度分布穩(wěn)定強(qiáng)度分布穩(wěn)定合成的振幅合成的振幅波的強(qiáng)度波的強(qiáng)度121 22cosIIII I干涉是能量的重新分布干涉是能量的重新分布12AAAmax121 22IIII I(1)當(dāng)當(dāng)21212 ()2rrk ，k =0,1,2, 振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)12AAAmin121 22IIII I(3)(3)如如21120，即波源，即波源S1、S2為同相為同相 ，那么，那么122 ()rr(21)k加強(qiáng)加強(qiáng)減弱減弱2k波程差波程差12r r 2(21)2kk加強(qiáng)加強(qiáng)減弱減弱12AAA12AAA討

6、論討論(2)21212()(21)rrk ，k =0,1,2,振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱212AA212AA例例1 1 知相關(guān)波源知相關(guān)波源abcarbr015 m25 mababAAArr100Hz10m/su求求 c c點(diǎn)的干涉結(jié)果。點(diǎn)的干涉結(jié)果。解解10mbarr0.1mu100barrmaxmin0II如如果果如如果果3. 相關(guān)疊加和非相關(guān)疊加相關(guān)疊加和非相關(guān)疊加 兩列諧波在波場(chǎng)中疊加，恣意時(shí)辰的強(qiáng)度兩列諧波在波場(chǎng)中疊加，恣意時(shí)辰的強(qiáng)度可寫(xiě)成可寫(xiě)成22212122cosAAAA A121 22cosIIII I即即1 22cosI I相關(guān)疊加：假設(shè)在波場(chǎng)中任一點(diǎn)相關(guān)疊加：假設(shè)在波場(chǎng)中任一點(diǎn) 恒定

7、恒定 穩(wěn)定的強(qiáng)度分布穩(wěn)定的強(qiáng)度分布 存在干涉項(xiàng)存在干涉項(xiàng)121 22cosIIII I非相關(guān)疊加：非相關(guān)疊加： 假設(shè)在波場(chǎng)中各點(diǎn)假設(shè)在波場(chǎng)中各點(diǎn) 隨時(shí)間改動(dòng)那么在察看的隨時(shí)間改動(dòng)那么在察看的時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi) 能夠取各種值能夠取各種值cos0那么各點(diǎn)強(qiáng)度那么各點(diǎn)強(qiáng)度為為12III各分波強(qiáng)度各分波強(qiáng)度直接相加直接相加 A、B 為兩相關(guān)波源，間隔為為兩相關(guān)波源，間隔為 30 m ，振幅一樣，振幅一樣， 一樣，初相差為一樣，初相差為B超前超前 ,u = 400 m/s, f =100 Hz 。例例2 2求求分析：分析：BA30mA A、B B 連線上因干涉而靜止的各點(diǎn)位置。連線上因干涉而靜止的各點(diǎn)位置。求

8、兩列波相遇時(shí)在相遇點(diǎn)各自求兩列波相遇時(shí)在相遇點(diǎn)各自引起的振動(dòng)是反相位的位置引起的振動(dòng)是反相位的位置即即(21)0,1,2,kk 兩列波在恣意一點(diǎn)恣意時(shí)辰的相位兩列波在恣意一點(diǎn)恣意時(shí)辰的相位在不同區(qū)域表示波傳播的波函數(shù)不同在不同區(qū)域表示波傳播的波函數(shù)不同l P 在在A 左側(cè)左側(cè)BA30mPr1r2102PAtr202PBtr23014BA maxII( (干涉相長(zhǎng)，不會(huì)出現(xiàn)靜止點(diǎn)干涉相長(zhǎng)，不會(huì)出現(xiàn)靜止點(diǎn)) )l P 在在B 右側(cè)右側(cè)BA30mr2r1P102PAtr202PBtr2+3016BAmaxII( (干涉相長(zhǎng)，不會(huì)出現(xiàn)靜止點(diǎn)干涉相長(zhǎng)，不會(huì)出現(xiàn)靜止點(diǎn)) )l 在在A、B之間的情況之間的情況)12(k干涉相消干涉