8.6§9.3波的叠加原理,波的干涉,驻波四.光波(电磁波).ppt

t+?t时刻波面 · · · · · u?t 波传播方向 t 时刻波面 平面波 · · · · · · · · · · · · · · · t + ?t 球面波 例如，均匀各向同性媒质内波的传播： u t ? §9.2 惠更斯原理 二. 波的衍射 衍射： 波传播过程中，当遇到障碍物时， 能绕过障碍物边缘而偏离直线传播的现象。 · 入射波 衍射波 障碍物 · · · 入射波 衍射波 障碍物 a 相对障碍物（包括孔、缝）的线度而言， 波长大衍射现象明显， 波长小衍射现象不明显。 例如： §9.2 惠更斯原理 水波通过窄缝时的衍射 一. 波的叠加原理 波传播的独立性： 两不同形状的正脉冲 ? 大小形状一样的正负脉冲 §8.6 §9.3 波的叠加原理, 波的干涉, 驻波 §8.6 §9.3 波的叠加原理, 波的干涉, 驻波 （仍可辨出不同乐器的音色、旋律） ▲ 红、绿光束空间交叉相遇 （红仍是红、绿仍是绿） （仍能分别接收不同的电台广播） ▲ 听乐队演奏 ▲ 空中无线电波很多 波的叠加原理： 在它们相遇处，质元的位移为各波单独在该处 几列波可以保持各自的特点 (方向、振幅、波长、频率) 同时通过同一媒质， 产生位移的合成。 （亦称波传播的独立性） §8.6 §9.3 波的叠加原理, 波的干涉, 驻波 叠加原理由波动方程的线性所决定， ★ 对于电磁波的情形： 过大时， 媒质形变与弹力的关系不再呈线性， 叠加原理也就不再成立了。 当波强度 §8.6 §9.3 波的叠加原理, 波的干涉, 驻波 ▲ 弱光情形，媒质可看作线性媒质。 媒质非线性， 波的叠加原理不成立。 非线性光学现象： 混频效应 光致透明和光学双稳态 倍频效应, ▲ 强光情形 ★ 对于机械波的情形： 二 . 波的干涉现象 波叠加时在空间出现稳定的振动加强和减 弱的分布叫波的干涉。 水波盘中水波的干涉 §8.6 §9.3 波的叠加原理, 波的干涉, 驻波 1. 相干条件： ① 振动方向相同(或有同方向分量) ② 频率相同； ③ 在空间各点引起的分振动 §8.6 §9.3 波的叠加原理, 波的干涉, 驻波 有固定的相位差(初位相差固定) 则波在相遇处各质元以大小不同的合振幅振动，且各点合振幅保持恒定不变，从而使相遇各点合振动的强弱有确定的分布。这种特殊的波的叠加现象叫做波的干涉。 相干波，相干波源。 2. 波的干涉----相遇空间点的合振动 . . . S1 S2 P r1 r2 §8.6 §9.3 波的叠加原理, 波的干涉, 驻波 两相干波源的振动: 传播到P点形成的分振动: P点的振动: §8.6 §9.3 波的叠加原理, 波的干涉, 驻波 波程差δ=r2-r1 :由S2和S1发出的波到达P点时所 经路程之差. ▲ 空间各点, 振幅大小不同, 形成稳定的分布. 三. 机械波的干涉: §8.6 §9.3 波的叠加原理, 波的干涉, 驻波 四. 光波(电磁波)的干涉: 1.为求光强, 对合振动A2=E2求T时间平均, 则有 2.定义光程L=nr : 光在介质中行进的几何路程r 与介质的折射率的乘积. §8.6 §9.3 波的叠加原理, 波的干涉, 驻波 3.光程差ΔL=n2 r2 – n1 r1 : 由S2和S1发出的光波传播到达P点时所经光程之差. 光波相遇的空间各点, 光强大小不同, 形成稳定的分布; 光强的最大和最小的空间位置满足: 正确计算光程差是讨论光波叠加的关键. 计算光程差时要注意半波损失和光学仪器引入光程差. 4. ▲ 透镜不会产生附加光程差 S ? a c b · · S 物点到象点（亮点）各 F a c b · A B C F? a c b · A B C F 在干涉和衍射装置中经常要用到透镜， 光线经过透镜后并不附加光程差。 焦点 F、F? 都是亮点， 说明各光线在此同相叠加。 而 A、B、C 或 a、b、c 都在同相面上。 光线之间的光程差为零。 B?F， C?F 各光线等光程。 说明 A?F， §8.6 §9.3 波的叠加原理, 波的干涉, 驻波 ① 研究机械振动和机械波的基本规律。 包括振动、波动两大部分。 复习学过的部分 从广泛的意义上说, 任何一个物理量在某一数值附近往复变化都可称为振动. 简谐振动运动学定义: 这种用时间的正弦或余弦函数来描述的振动，称为简谐振动 。 -----简谐振动的运动学方程 x 可作广义理解（位移、电流、场强、温度…） 复习学过的部分 同方向同频率简谐振动的合成 ( ?1=?2 =