《波的干涉》PPT课件

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1、一.波的叠加原理波的传播独立性几列波相遇之后，仍然保持它们各自原有的特征（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样.波的干涉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.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波的相干条件：①频率相同；②振动方向相同；③有固定的相位差。满足相干条件的波叫相干波满足相干条件的波源叫相干波源满足相干条件的叠加叫相干叠加定量分析干涉现象传播到P点引起的振动为：在P点的振动为同方向同频率振动的合成。式中A和φ如下确定所

2、以合振动的强度为：由于波的强度正比于振幅的平方，讨论为合振幅的极大值，振动加强，称为相长干涉。为合振幅的极小值，振动减弱，称为相消干涉。例题S1和S2是波长均为λ的两个相干波源，相距3λ/4，S1的位相比S2超前π/2，强度都是I0，且不随距离变化。则在S1和S2连线上合成波的强度分别是多少？I=4I0I=0例题：两小孔S1、S2相距a＝1m,设S发出的平面波的波动式为：求X轴上干涉减弱的点的位置坐标。可解得：x=0.634m例.同一介质中两相干波源位于A、B两点,其振幅相等，频率均为100Hz，位相差为π，若AB两点相距30m，且波速u=400m/s，若以A为坐标原点,AB为x

3、轴正方向，求在AB两点的连线之间因干涉而静止的各点位置。解：波长AB连线间（0

4、A合……驻波的波函数对任一点x的合振动——不具备传播的特征驻波方程讨论10相邻波腹（节）间距相邻波腹和波节间距1）振幅随x而异，与时间无关.波腹波节为波节例2）相位没有x坐标，故相位并不传播－－驻波。相邻两波节之间质点振动同相位，任一波节两侧振动相位相反，在波节处产生的相位跃变.四.相位跃变（半波损失）当波从波疏介质垂直入射到波密介质，被反射到波疏介质时形成波节.入射波与反射波在此处的相位时时相反,即反射波在分界处产生的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失.波密介质较大波疏介质较小当波从波密介质垂直入射到波疏介质，被反射到波密介质时形成波腹.入射波与反射波在此

5、处的相位时时相同，即反射波在分界处不产生相位跃变.若忽略透射，则入射和反射波的波形如下：波腹相位不变波疏媒质波密媒质x驻波波节驻波相位突变波疏媒质波密媒质x例题如图所示，为一向右传播的简谐波在t时刻的波形图，当波从波疏介质入射到波密介质表面BC，在P点反射时，反射波在t时刻波形图为[A]有半波损失，P点入射波和反射波位相相反例题向右传播的入射波方程为:y1=Acos(t－2x/)，在x=L处遇波密媒质反射，设反射波不衰减，求驻波方程及波腹和波节的位置。解：把入射波方程x以L代入并且加π（半波损失）把L作为波源写反射波方程解法二：把入射波方程x以2L－x代入并且加π（半波损

6、失）入射波x比o落后反射波x比o落后反射波方程为波节处波腹处即即一.关于波速与介质和波的类型有关而与波源无关波一旦从振源发出就忘记了自己的来源而以介质给定的特定速度在介质中传播或换言之：多普勒效应:由于波源、探测器的相对运动而引起探测的频率与波源发射的频率不等的现象多普勒效应波的频率介质中某点单位时间内振动的次数波长一个完整波在介质中沿波线展开的长度是介质中某点三量的关系结论：关系式三种频率：振源振动的频率:单位时间内波源振动的次数或发出的‘完整波’的个数介质中某点振动的频率探测器探测的频率:观察者在单位时间内接受到的振动数或完整的波数振源、探测器的相对运动状态直接影响人们探测

7、到的频率（波的频率）二.机械波的多普勒效应在本问题中以介质作参考系先讨论波源、探测器的运动发生在两者的连线上振源相对介质的速度探测器相对介质的速度波在介质中的传播速度解决的问题是:由于S，R的相对运动注意：与的关系第一种情况：以前的讨论均属此种情况源和探测器相对介质均不动方向沿两者连线R迎着源S第二种情况：由由在介质中波长为由于探测器迎着波源而动则在单位时间内探测器接收到完整波的个数会增加则R远离SR迎着源S探测器单位时间内接受到的完整波的个数增加了结果频率频率R迎着源SR远离源