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1、最新大學物理波的干涉和衍射8.5 波的干涉和衍射波的干涉和衍射一一、惠更斯原理惠更斯原理R1R2S1S2O1S2Sttttur1S2S惠更斯提出：惠更斯提出： 波前上任意一點都波前上任意一點都 可看作是新的；可看作是新的；所有子波源各自向外發(fā)出許多子波；所有子波源各自向外發(fā)出許多子波；各個子波所形成的包絡面，就是原各個子波所形成的包絡面，就是原波面在一定時間內(nèi)所傳播到的波面在一定時間內(nèi)所傳播到的新波新波面面。已知某一時刻波已知某一時刻波前，可用幾何方前，可用幾何方法決定下一時刻法決定下一時刻波前；波前；t最新大學物理波的干涉和衍射 惠更斯原理解釋衍射現(xiàn)象惠更斯原理解釋衍射現(xiàn)象最新大學物理波的干
2、涉和衍射二二、疊加原理疊加原理波傳播的獨立性波傳播的獨立性疊加原理疊加原理當幾列波在傳播過程中在某一區(qū)域相遇后再行分開，各波當幾列波在傳播過程中在某一區(qū)域相遇后再行分開，各波的傳播情況與未相遇一樣，仍保持它們各自的頻率、波長、的傳播情況與未相遇一樣，仍保持它們各自的頻率、波長、振動方向等特性繼續(xù)沿原來的傳播方向前進。振動方向等特性繼續(xù)沿原來的傳播方向前進。 在波相遇區(qū)域內(nèi)，任一質(zhì)在波相遇區(qū)域內(nèi)，任一質(zhì)點的振動，為各波單獨存在點的振動，為各波單獨存在時所引起的振動的合振動。時所引起的振動的合振動。v1v221yyy注意注意波的疊加原理僅適用于線性波的問題波的疊加原理僅適用于線性波的問題 最新大學
3、物理波的干涉和衍射)cos(1101tAy)2cos(1111rtAy2cos212122122212rrAAAAA)cos(21tAyyy根據(jù)疊加原理可知，根據(jù)疊加原理可知，P 點處振動方程為點處振動方程為1r2r1S2SS1S2)2cos(2222rtAy合振動的振幅合振動的振幅)cos(2202tAyPPP 點處波的強度點處波的強度三三、波的干涉波的干涉相干條件相干條件: :頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。cos22121IIIII最新大學物理波的干涉和衍射, 2 , 1 , 022)(1212kkrr2121max21max2IIIIIAAA,
4、2 , 1 , 0 ) 12(2)(1212kkrr2121min21min2|IIIIIAAA12122)(rr 相位差相位差當當干涉相長干涉相長當當干涉相消干涉相消 空間點振動的情況分析空間點振動的情況分析最新大學物理波的干涉和衍射討論討論, 2 , 1 , 0,21kkrr21干涉相長干涉相長若若若若AAA21, 2 , 1 , 0,2) 12(21kkrr干涉相消干涉相消00minminIA0maxmax42IIAA干涉相長干涉相長干涉相消干涉相消從能量上看，當兩相干波發(fā)生干涉時，在兩波交疊的區(qū)，從能量上看，當兩相干波發(fā)生干涉時，在兩波交疊的區(qū)，合成波在空間各處的強度合成波在空間各處的
5、強度并不等于兩個分波強度之和并不等于兩個分波強度之和，而，而是發(fā)生重新分布。這種新的強度分布是時間上穩(wěn)定的、空是發(fā)生重新分布。這種新的強度分布是時間上穩(wěn)定的、空間上強弱相間具有周期性的一種分布。間上強弱相間具有周期性的一種分布。最新大學物理波的干涉和衍射A、B 為兩相干波源，距離為為兩相干波源，距離為 30 m ，振幅振幅相同，相同， 相同，相同，初相差為初相差為 , ,u = 400 m/s, ,f =100 Hz 。例例A、B 連線上因干涉而靜止的各點位置。連線上因干涉而靜止的各點位置。求求m 3012rr解解BAP30mm 4fu141630422（P 在在A 左側(cè)）左側(cè)）（P 在在B 右側(cè)）右側(cè)）maxII ( (即在兩側(cè)干涉相長，不會出現(xiàn)靜止點即在兩側(cè)干涉相長，不會出現(xiàn)靜止點) )r1r2P 在在A、B 中間中間12rr 11212302rrrr最新大學物理波的干涉和衍射2 114r ) 12(k干涉相消干涉相消) 12(141kr7, 2 , 1 , 0k( (在在 A，B 之間距離之間距離A 點為點為 r1 =1,3,5,29 m 處出現(xiàn)靜止點處出現(xiàn)靜止點) )
大學物理教案《波的干涉和衍射》
