大学物理波的迭加福州大学李培官.pptx

1第十章第十章.波动学基础波动学基础10-4-1.波的迭加波的迭加第1页/共17页21.波传播的独立性原理波传播的独立性原理 几列波在空间某点相遇后，每一列波都能独立几列波在空间某点相遇后，每一列波都能独立地保持自己原有的特性地保持自己原有的特性(频率，波长，振幅，振动方频率，波长，振幅，振动方向向)传播，就像在各自的路程中，并没有遇到其他波传播，就像在各自的路程中，并没有遇到其他波一样一样.2.波的叠加原理波的叠加原理 在波相遇区域内，任一在波相遇区域内，任一质点的振动，为各波单独存质点的振动，为各波单独存在时所引起的振动的合振动在时所引起的振动的合振动.一一.波的叠加原理波的叠加原理第2页/共17页3【波传播的独立性演示动画【波传播的独立性演示动画】2波的传播独立性波的传播独立性 几列波相遇之后，几列波相遇之后，仍然保持它们各自原有的特征（频仍然保持它们各自原有的特征（频率率率率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样到过其他波一样.第3页/共17页4 二二.波的干涉波的干涉第4页/共17页5(1)(1)波的干涉：波的干涉：频率相同、振动方向平行、相位相同频率相同、振动方向平行、相位相同或相位差恒定的两列波或相位差恒定的两列波(相干波相干波)相遇时，使某些地相遇时，使某些地方振动方振动始终加强始终加强，而使另一些地方振动，而使另一些地方振动始终减弱。始终减弱。而且振动加强和减弱的区域互相间隔而且振动加强和减弱的区域互相间隔,这种现象这种现象称为称为波的干涉波的干涉.所形成的图样所形成的图样叫做干涉图样。叫做干涉图样。1.什么叫做波的干涉什么叫做波的干涉(2).相干条相干条件件:频率相同、振动方向相同、相位差恒定频率相同、振动方向相同、相位差恒定.(3).相干波相干波:满足相干条件的波满足相干条件的波.产生相干波的波源产生相干波的波源.(4).相干波源相干波源:第5页/共17页6【波的干涉演示动画】【波的干涉演示动画】第6页/共17页7水波干涉图样水波干涉图样水波干涉俯视图样水波干涉俯视图样【水波的干涉图样演示动画】【水波的干涉图样演示动画】第7页/共17页8第8页/共17页9S1、S2振动方程分别为振动方程分别为*1lr2-1twj+y)11cos(Ap=rl)22-222wcos(jtAyp+=在在P点引起的振动方程分别为：点引起的振动方程分别为：2.波的干涉加强减弱的条件波的干涉加强减弱的条件第9页/共17页10第10页/共17页11合振动的振动方程为合振动的振动方程为P点的两个分振动点的两个分振动l)2cos(2222jwrtAyp-+=)cos(jw+=tA:合振动振幅；合振动振幅；:合振动初相合振动初相第11页/共17页12讨讨 论论1)合振动的振幅（波的强度）在空间各点形成一种合振动的振幅（波的强度）在空间各点形成一种稳定的分布，即形成稳定的干涉图样稳定的分布，即形成稳定的干涉图样.振动始终振动始终加强加强 干涉相长干涉相长 振动始终振动始终减弱减弱 干涉相消干涉相消2)当当常量常量第12页/共17页133)若若则则讨讨 论论当当当当干涉相消干涉相消干涉相长干涉相长 当两相干波源初相相同时，凡是波程差为零或为波当两相干波源初相相同时，凡是波程差为零或为波长整数倍的各质点振幅始终最大，干涉相长；长整数倍的各质点振幅始终最大，干涉相长；而而波程差波程差为半波长奇数倍的各质点振幅始终最小，干涉相消为半波长奇数倍的各质点振幅始终最小，干涉相消。（=0,1,2,)时时（=0,1,2,)时时第13页/共17页14 【例【例 1】如图所示，如图所示，A、B 两点为同一介质中两相干两点为同一介质中两相干波源波源.其振幅皆为其振幅皆为5cm，频率皆为，频率皆为100Hz，但当点，但当点 A 为波峰时，点为波峰时，点B 适为波谷适为波谷.设波速为设波速为10m/s，试写出由，试写出由A、B发出的两列波传到点发出的两列波传到点P 时干涉的结果时干涉的结果.解解15m20mABP 设设 A 的相位较的相位较 B 超超前，则前，则 .点点P 合振幅合振幅=0 静止不动静止不动第14页/共17页15【例【例2】S1和和S2是波长均为是波长均为的两个相干波源，相距的两个相干波源，相距3/4，S1的位相比的位相比S2超前超前/2，强度都是，强度都是I0，且不随距，且不随距离变化。则在离变化。则在S1和和S2连线上合成波的强度分别是多少连线上合成波的强度分别是多少？I=4II=4I0 0I=0I=0思考：思考：S1,S2连线之间各点，干涉情况如何？连线之间各点，干涉情况如何？第15页/共17页16【例例3 3】同同一一介介质质中中两两相相干干波波源源位位于于A A、B B两两点点,其其振振幅幅相相等等，频频率率均均为为100100HzHz，位位相相差差为为，若若ABAB两两点点相相距距3030m m，且且波波速速u u=400=400m/sm/s，若若以以A A为为坐坐标标原原点点,AB,AB为为x x轴轴正正方方向向，求在求在ABAB两点的连线之间因干涉而静止的各点位置。两点的连线之间因干涉而静止的各点位置。解：解：波长波长 AB连线间（0 x30）：oA30Bx30-xx若要满足干涉而静止，若要满足干涉而静止，则 即静止点位置为即静止点位置为：第16页/共17页17Tips for Better Life for 2014欢迎指导欢迎指导欢迎指导欢迎指导今天是今天是10 10 四月四月 2024 2024谢谢谢谢谢谢谢谢第17页/共17页