高二物理競賽波的疊加課件

4.4波的疊加4.4.1惠更斯原理（波的直進(jìn)、衍射、反射、折射）惠更斯原理：

介質(zhì)中波陣面（波前）上的各點(diǎn)，都可以看作為發(fā)射子波的波源，其后一時(shí)刻這些子波的包跡便是新的波陣面。平面波t+t時(shí)刻波面····ut波傳播方向t時(shí)刻波面球面波··············tt+tt時(shí)刻波面

t+t時(shí)刻波面波的傳播方向如你家在大山后,聽廣播和看電視哪個(gè)更容易?(若廣播臺、電視臺都在山前側(cè))*應(yīng)用惠更斯原理證明波的反射和折射定律4.4.2波的疊加原理

各列波在相遇前和相遇后都保持原來的特性（頻率、波長、振動方向、傳播方向等）不變，與各波單獨(dú)傳播時(shí)一樣，而在相遇處各質(zhì)點(diǎn)的振動則是各列波在該處激起的振動的合成。波傳播的獨(dú)立性原理或波的疊加原理：說明：振動的疊加僅發(fā)生在單一質(zhì)點(diǎn)上波的疊加發(fā)生在兩波相遇范圍內(nèi)的許多質(zhì)點(diǎn)上能分辨不同的聲音正是這個(gè)原因

兩列波若頻率相同、振動方向相同、在相遇點(diǎn)的位相相同或位相差恒定，則合成波場中會出現(xiàn)某些點(diǎn)的振動始終加強(qiáng)，另一點(diǎn)的振動始終減弱（或完全抵消），這種現(xiàn)象稱為波的干涉。相干波相干條件具有恒定的相位差振動方向相同兩波源具有相同的頻率滿足相干條件的波源稱為相干波源。4.4.3波的干涉?zhèn)鞑サ絧點(diǎn)引起的振動分別為：在p點(diǎn)的振動為同方向同頻率振動的合成。設(shè)有兩個(gè)相干波源S1和S2發(fā)出的簡諧波在空間p點(diǎn)相遇。合成振動為：其中：由于波的強(qiáng)度正比于振幅，所以合振動的強(qiáng)度為：

對空間不同的位置，都有恒定的，因而合強(qiáng)度在空間形成穩(wěn)定的分布，即有干涉現(xiàn)象。其中：相長干涉的條件：相消干涉的條件：當(dāng)兩相干波源為同相波源時(shí)，相干條件寫為相長干涉相消干涉稱為波程差波的非相干疊加

例題

位于A、B兩點(diǎn)的兩個(gè)波源，振幅相等，頻率都是100赫茲，相位差為，其A、B相距30米，波速為400米/秒，求:A、B連線之間因相干干涉而靜止的各點(diǎn)的位置。解：如圖所示，取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，A、B聯(lián)線為X軸，取A點(diǎn)的振動方程:在X軸上A點(diǎn)發(fā)出的行波方程：B點(diǎn)的振動方程:B點(diǎn)的振動方程:在X軸上B點(diǎn)發(fā)出的行波方程：因?yàn)閮刹ㄍl率，同振幅，同方向振動，所以相干為靜止的點(diǎn)滿足：相干相消的點(diǎn)需滿足：因?yàn)椋?.4.4駐波的形成和特點(diǎn)1.駐波方程

駐波是兩列振幅、頻率相同，但傳播方向相反的簡諧波的疊加。函數(shù)不滿足它不是行波

它表示各點(diǎn)都在作簡諧振動，各點(diǎn)振動的頻率相同，是原來波的頻率。但各點(diǎn)振幅隨位置的不同而不同。

駐波的特點(diǎn)：不是振動的傳播，而是媒質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都作穩(wěn)定的振動。（1）波腹與波節(jié)駐波振幅分布特點(diǎn)

駐波的特點(diǎn)相鄰波腹間的距離為：相鄰波節(jié)間的距離為：相鄰波腹與波節(jié)間的距離為：因此可用測量波腹間的距離，來確定波長。（2）駐波的位相的分布特點(diǎn)

時(shí)間部分提供的相位對于所有的

x是相同的，而空間變化帶來的相位是不同的。在波節(jié)兩側(cè)點(diǎn)的振動相位相反。同時(shí)達(dá)到反向最大或同時(shí)達(dá)到反向最小。速度方向相反。相鄰兩個(gè)波節(jié)之間的點(diǎn)其振動相位相同。同時(shí)達(dá)到最大或同時(shí)達(dá)到最小。速度方向相同。*（3）駐波能量駐波振動中無位相傳播，也無能量的傳播一個(gè)波段內(nèi)不斷地進(jìn)行動能與勢能的相互轉(zhuǎn)換，并不斷地分別集中在波腹和波節(jié)附近而不向外傳播。當(dāng)波從波疏媒質(zhì)垂直入射到波密媒質(zhì)界面上反射時(shí)，有半波損失，形成的駐波在界面處是波節(jié)。2.半波損失入射波在反射時(shí)發(fā)生反相的現(xiàn)象稱為半波損失。波阻較大的