B§12-5波的叠加原理、波的干涉.ppt

第5节 研究几列波同时在介质中传播时 在空间相遇时的情况 波的独立传播原理 一 波的独立传播原理 波的独立传播原理 两列波相遇之后 仍然保持它们各自原有的特征 频率 波长 振幅 振动方向等 传播 生活实例 红绿光束空间交叉相遇之后 红是红 绿是绿 听乐队演奏 仍可辨出不同乐器的音色 旋律 空中无线电波很多 仍能分别接收各个电台 两列波相遇过程分解 两列波相遇时相互叠加 两列波相遇后独立传播 在几列波相遇而互相交叠的区域中 某点的振动是各列波在该点引起的振动的叠加 二 波的叠加原理 各点振动位移的叠加 子波干涉 当两列 或几列 满足一定条件 相干条件 的波在某区域同时传播时 则此区域中某些点的振动始终加强 某些点的振动始终减弱 在空间形成一幅稳定的强度分布图样 1 干涉现象 三 波的干涉 球面波 平面波 相干条件 频率相同 振动方向相同 相位差恒定 相干区域 相干区域 干涉现象 球面波经过两个狭缝后 分成两束 在相遇空间产生干涉现象 水波干涉现象 数学分析 分别引起P点的振动 2 干涉的分析 利用振动合成公式 相位差 初相差 由于传播距离不同引起的相位差 1 两相干波在相遇点的相位差 相位差 初相差 由于传播距离不同引起的相位差 由于波的强度正比于振幅的平方 3 合成波的强度 2 合振动的振幅 7 75 所以合成波的强度为 合振幅公式 相位差与合振动关系 相长与相消干涉 波程差与合振动关系 一 水波干涉 三 潮汐干涉 2 干涉的实例 干涉减弱 通过琼州海峡潮汐 通过南中国海潮汐 例 两相干波源的振动方程为 例2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 设A的相位较B超前 则 点P合振幅 例3 A B两个相干波源在同一媒质中相距30m 振幅相等 频率都是100Hz 相位差 由A B波源引起的相干波的波速为400m s 1 设媒质不吸收而且均匀 求AB连线上因干涉而静止的位置 解 如图建立A为原点的x坐标系 A B两点的振动方程 A B间任一点x处干涉极小条件 则得 共计15个因干涉而静止的点 子波干涉 三 波的干涉 相干条件 频率相同 振动方向相同 相位差恒定 一 波的独立传播原理 二 波的叠加原理 两列波相遇之后 仍然保持它们各自原有的特征传播 在几列波相遇的区域中 某点的振动是各列波在该点引起的振动的叠加 驻波现象 四 驻波 驻波是特定条件下的波干涉 形成过程 1 驻波的形成 图解定性分析 驻波方程 数学描述 2 驻波函数 3 波节和波腹 驻波能量 驻波不是振动相位的传播过程 驻波的波形不发生定向传播 演示1 5 弦的驻波视觉现象示意 动画 演示2 动画 演示3 动画 弦乐就是通过调整弦线的松紧来调整振动频率 动画 行波 动画分解 x 固定端 y y x 自由端 7 半波损失与驻波 波疏与波密 有半波损失 半波损失与驻波 无半波损失 现象 半波损失 B B D C 第二篇 机械波内容结束