波的叠加原理干涉课件.pptVIP

*波的疊加原理干涉1.當幾列波在傳播過程中相遇時，相遇區域每一點的振動等於各列波單獨傳播時在該點引起的振動的向量和。實質：振動的疊加一.波的疊加原理條件：波源：線性振動波：線性波介質中各質點均線性振動2.通過相遇區域以後，波保持各自特徵繼續傳播，就和未相遇過一樣。注意比較粒子相遇與波相遇時的不同情況二.波的干涉——波疊加中最簡單、重要的特例振動方向相同頻率相同相位差恒定(波源初相差穩定，介質穩定）1.相干條件發波水槽實驗（演示實驗室）2.干涉現象的本質設相干波源在P點引起的振動：式中A,φ（參看教材394頁）P點的合振動:令=波源初相差+由波程差引起的相位差即：得P點合振動強度：干涉項由於恒定取決於兩波傳至相遇點的波程差：對空間確定點P或P對空間不同點P和P能量在空間穩定的非均勻分佈—干涉現象相同的點，振動強度相同，其集合為雙曲面干涉條紋：雙曲面族3.干涉相長和相消的條件相長相間排列相消合振動最強（干涉相長）合振動最弱（干涉相消）的位置討論：由（2）－相長－相消特例：（1）相長處：相消處：相長相消相長相消練習1.是非題(1)兩列不滿足相干條件的波不能疊加(3)兩振幅相等的相干波在空間某點相遇時，某時刻該點合振動位移既不是兩波振幅之和,又不是零，則該點既不是振動最強點，又不是振動最弱點.(2)兩列波相遇區域中P點，某時刻位移值恰好等於兩波振幅之和。這兩列波為相干波.(4)在波的干涉現象中，波動相長各點或波動相消各點的集合的形狀為雙曲面族√練習2.兩相干波源A、B位置如圖所示，頻率?=100Hz，波速u=10m/s，?A-?B=?，求：P點振動強弱。解：P點干涉相消練習3.教材P50915-3已知：求:解：干涉相消，合成波干涉相長、合成波兩相干波，振幅相同，沿同一直線向相反方向傳播三、駐波右行波：左行波：以座標原點為參考點，向右為正方向。令：則：1.駐波的形成條件:相干波,振幅相等,在同一直線上反向傳播.合成波：振幅隨x變化波線上各點振幅不等，不是後一質點重複前一質點的振動，不是行波，稱為駐波。振動最強波腹振動相消A=0位置：波節其餘點a、c、e、g...始終不振動A=0，稱波節o、b、d、f...振動最強稱波腹其餘點2.特徵波線上各點振幅不等，不是後一質點重複前一質點的振動.(3)相鄰波節之間各點同相同一波節兩側的點反相穩定的分段振動(4)能流密度如何理解？(5)駐波系統的固有頻率：總之：外形象波：具有空間、時間週期性；波形、能量不向前傳播、無滯後效應“駐”波所有可能的振動方式：簡正模式基頻諧頻得波腹位置：解：例：由合成波波函數：求波腹和波節的位置由得波節位置：3.半波損失波在兩種不同介質介面上的反射全波反射半波反射自由端反射波密波疏介面反射特徵阻抗：反射波與入射波在反射點同相波腹反射波與入射波在反射點反相固定端反射波疏波密介面反射波節半波損失思考：用能量守恆說明半波損失的原因參看：楊建華、蘇蕙蕙、《大學物理重大難點輔導》成都科大出版社，1993，P247。4、駐波應用舉例：解1.解2.注意：是半波反射，反射點應為波節。練習：畫圖中入射波在介面的反射波形波疏波密弦樂發聲：一維駐波；鼓面：二維駐波；微波振盪器，雷射器諧振腔量子力學：一維無限深勢阱波函數為駐波…...練習：教材P50915-8求：1）入射波函數；2）反射波函數；3）x軸上干涉靜止點（駐波波節）位置。t=0時原點處已知：平面簡諧行波A、、u沿+x傳播xoP波疏波密*