§12-6波的叠加原理 波的干涉 驻波.ppt

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1、传播方向相反的两个脉冲的叠加§12-6波的叠加原理波的干涉驻波研究几列波同时在介质中传播时，在空间相遇时的情况.一、波的叠加原理表述：几列波在空间传播相遇时，每列波能保持各自原有的特性（频率、波长、振幅、振动方向等）不变而继续传播，在相遇区域内，任一点的振动是各列波单独存在时在该点引起的振动的合成。波的叠加原理P45-46，一下面4行开始2）此原理包含了波的独立传播性与可叠加性两方面的性质。说明：1）该原理说明了各列波相遇前后特性不变适用条件：1)波的强度不太大；2)线性波：满足叠加原理的波（描述波动过程的微分方程是线性的）。△二、波的干涉两列波在空间相遇时，在叠加

2、区域内某些点的振动始终加强，某些点的振动始终减弱，形成一种稳定的强弱分布图样，这种现象称为波的干涉现象。1.干涉现象P46，倒第5行先观察下图及下页演示再讲干涉现象水波的干涉2.相干条件:两列波满足相干条件的两列波称为相干波，其波源称为相干波源。在现实中要产生明显的干涉现象，上述条件只能算必要条件，如果两波源的振幅相差悬殊，将导致干涉现象的可见度降低。1)频率相同2)振动方向相同3)相位相同或相位差恒定P46，图下面第2-4行*3.干涉波的强弱分布规律S1、S2发的波在p点引起两个分振动设两相干波源S1和S2的振动方程为相位差p点合振动是两个同方向、同频率简谐振动的

3、合成。p点的合振动合振幅△讨论：1)两相干波加强、减弱的条件a）b）若则波程差与相位差关系c)取其它值，A介于例1波源S1振动方程,波沿S1P传播，S1P=0.4m。波源S2振动方程为波沿S2P传播，S2P=0.5m。波速均为0.2m/s求：（1）两波传到P点时的相位差（2）在P点处合振动的振幅**解（1）（2）合振幅：相位差：本例同考点7，练考点2即下面182)两相干波叠加后的强度又因相干波的强度若,则（波强最大）（波强最小）其中例2如图所示，相干波源S1和S2相距3λ/4（λ为波长），沿S1、S2连线传播的波的强度均为I0且S1的相位比S2的相位超前π/2，求：

4、S1和S2连线外侧合成波的强度。解在波源S1外侧取一点P,则S1和S2的振动传到P点的相位差由题知：I1=I2=I0故P点合成波强度同理可得，S2外侧Q点的强度I=0B练考点4,练下作业：P61,19,21则p点强度为结论：相遇区域内的强度等于各分波强度直接相加，称为非相干叠加。3）非相干叠加B例3如图所示，A、B两点为同一介质中两相干波源.其振幅皆为5cm，频率皆为100Hz，但当点A为波峰时，点B适为波谷.设波速为10m/s，试写出由A、B发出的两列波传到点P时干涉的结果.解15m20mABP设A的相位较B超前，则点P合振幅即P点因干涉而静止。三、驻波驻波是干涉

5、的特例，是一种特殊的振动现象。1.驻波的形成驻波是由两列振幅相同相干波在同一直线上沿相反方向传播时叠加而形成的波。P50，三下1，2行说明：1）波线上各点的振幅不同波节：振幅恒为零的各点（静止不动）波腹：具有最大振幅的各点（振幅为2A各点)P51，第7行2）波段：相邻两波节之间的波线。a）同一波段上各质点振动相位相同；b）相邻两波段上各质点振动相位相反；c)各波段能量守恒。3）相邻两波节或波腹之间的距离为λ/2P51，第11行P51，第11，12行P51，第6行2.驻波表达式（驻波方程）其合成波两列波的表达式驻波方程3.驻波的特点1）各质点作同频率的谐振动，其2）

6、波腹:振幅最大的点，即振幅与x有关，与t无关。波腹的位置得波节的位置4)相邻两波腹（或波节）间的距离均为/2.应用：测波长。如：昆特管演示实验3)波节:振动振幅恒为零的点，即得5）相位特点a）同一波段上各质点振动相位相同；b）相邻两波段上各质点振动相位差为π（反相位）.或同一波节的两侧各质点振动相位差为πP52，倒第2段，倒3行振幅项可正可负,时间项对波线上所有质点有相同的值，表明驻波上相邻波节间质点振动相位相同，波节两边的质点的振动有相位差p。附：相位特点B见本节考点6,练下附6）能量特点：没有波形和能量的传播。因两列波的振幅和频率完全相同。所以它们的能流密度大

7、小相等，方向相反，故，在介质中的能流密度为零，即没有波形和能量的传播。能量始终在一个波段中来回移动，即在波腹和波节之间转移，各波段能量守恒。·波腹波节/4·驻波没有单向的能量传输P53，第1，4，5行四、半波损失1.概念：波在波密介质表面反射时，反射波与入射波间有相位的突变，把相位的突变，称为半波损失。P53，图下面第2，3，4行2）当波从波疏介质传到波密介质界面处反射时，反射波会出现半波损失（反射点为波节）。当波从波密介质传到波疏介质界面处反射时，反射波不会出现半波损失（反射点为波腹）。如2.说明1）波阻3）有半波损失，计算波程差时要附加±λ/2，P53