波的干涉剖析.ppt

波的干涉 由此可知： 这两列波相遇后，在振动着的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开． 波的干涉 波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉． 干涉图样：由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样（如上页图）． 干涉的解释 如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇．波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质点的位移最大，等于两列波的振幅之和；因此在这一点，始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈. 如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇，在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保持平静． 把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区；相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区．振动加强区和振动减弱区是相互隔开的． 产生干涉的条件的理解 两列波相遇叠加不一定能得到稳定的干涉图样．而要产生稳定的干涉现象形成稳定的干涉图样，则需要满足一定的条件． 产生干涉的条件：a.频率必须相等。b.相差恒定 例．如图所示，两列简谐波均沿x轴传播，传播速度的大小相 等，其中一列沿x方向传播(图中实线所示)，一列沿负x方向传播(图中虚线所示)，这两列波的频率相同，振动方向均沿y轴，则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x= 的点，振幅最小的是x= 的点。 4、8 2、6 例．如图所示，在x轴上的P、Q两点位置上有两个频率相同、振动方向也相同的相干波源，它们激起的机械波长是2m，P、Q两点的横坐标分别是xp=1m，xQ=6m，那么在y轴上从-∞へ+∞的位置上会出现振动减弱的区域有多少个? 5个 波的特有现象 声波、 水波 、光波都能发生干涉和衍射现象。 实验：声波也能发生干涉 一切波都能发生干涉和衍射现象。干涉和衍射是波特有的现象。 * 1.波的独立作用原理——几列波在传播时，无论是否相遇，都将保持各自原有特性（频率、波长、振幅、振动方向）不变，互不干扰地各自独立传播。 2. 波的叠加原理——在相遇区域内任一点的振动,为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和。 一波的叠加原理 例. 如图所示两列波相向传播，当它们相遇时在图所示的甲、乙、丙、丁中，可能的是 ( ) A．图乙、丙 B．图甲、乙 C．图乙、丙、丁 D．图甲、乙 A 甲 乙 丙 丁 两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现象。 加强 减弱 1、干涉现象——频率相同的两列波相遇区域内振动在 空间上出现稳定的周期性的强弱分布的现象。 1) 频率相同； 2) 相位差恒定。 满足上述二条件的波称为相干波，其波源称为相干波源。 2、相干波条件 二波的干涉现象 注意： （1）振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱． （2）振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大（小），而不是指振动的位移大（小），因为位移是在时刻变化的． 4 对振动加强区和振动减弱区的判断： 振动加强点的位置： 假设在两列波的叠加区域有一个P点，它到两列波源的距离分别为S1、S2，两列波的波长为λ。 （n = 0,1,2,3 ……） P点到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍，半个波长的偶数倍。 振动减弱点的位置： P点到两列波的波源的距离差等于半个波长的奇数倍。 （n = 0,1,2,3 ……） 例：在同一均匀介质中有S1、S2两个波源，这两个波源的频率相同。S1、S2相距两个波长，B点为S1、S2直线的中点，今以B为圆心以R＝λ为半径画圆，问在该圆周上 （S1、S2两点除外）共 有几个振动加强点。 答案 6个 S2 S1 B S2 S1 B A α 解：设A点为振动加强 点，则有 △ S=S1A－S2A|＝nλ 由图中可知：n＝0或n＝1 由三角形知识得 *