(共18张PPT)
3.4
波的干涉
波的叠加
一、波的叠加
∩
光波的叠加
∩
声波的叠加
1.波传播的独立性
两波相遇,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,好像没有遇到过其它波一样。
一、波的叠加
两波相遇位移特点
在两列波重叠的区域内,介质中的质点同时参与这两列波引起的振动,质点的位移等于这两列波单独传播时位移的矢量和。
(本质:位移的合成)
2.波的叠加原理
一、波的叠加
频率相同,振动方向相同,相位差恒定的两列波叠加,使某些区域的振动始终加强,某些区域的振动始终减弱,并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔这种现象叫做波的干涉,形成的图样叫做干涉图样。
二、波的干涉
一般地说,振动频率、振动方向都不相同的几列波在介质中叠加时,情形是很复杂的。我们只讨论一种最简单的但却是最重要的情形。
加强
减弱
两波源:频率相同、振动方向相同、相差恒定
二、波的干涉
干涉图样
用两组同心圆表示从波源发出的两列波的波面,浅色线圆表示波峰,黑线圆表示波谷。浅色线圆与黑线圆间的距离等于半个波长,浅色线与浅色线、黑线与黑线之间的距离等于一个波长。
如果在某一时刻,水面上的某一点(例如图中的M点)是两列波的波峰与波峰相遇,那么经过半个周期,一定是波谷与波谷相遇。在这一点,两列波引起的振动始终是加强的,质点的振动最剧烈,振动的振幅等于两列波的振幅之和。
如果在某一时刻,水面上的某一点(例如图中的N点)是两列波的波峰与波谷相遇,经过半个周期,就变成波谷与波峰相遇。在这一点,两列波引起的振动始终是相互削弱的,质点振动的振幅等于两列波的振幅之差。如果两列波的振幅相同,质点振动的合振幅就等于零,水面保持平静。
干涉图样的特点:
②振动加强点和振动减弱点是间隔出现。
③振动加强点是指振幅较大的点,不是位移始终最大。
④干涉图样中,不只有振动加强的质点和振动减弱的质点。
①振动加强点始终加强,振动减弱点始终减弱。
3.5λ
5λ
3λ
5λ
二、波的干涉
——加强
——减弱
到两波源的路程差(波程差)△s满足:
若两波源振动情况完全相同
加强点和减弱点的分布规律
若两波源振动情况完全相同
5λ
3λ
5λ
3.5λ
——加强
——减弱
若两波源振动情况完全相反
——减弱
——加强
例:如图所示,两列简谐波均沿x轴传播,传播速度的大小相等,其中一列沿x方向传播(图中实线所示),一列沿负x方向传播(图中虚线所示),这两列波的频率相同,振动方向均沿y轴,则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x= 的点,振幅最小的是x= 的点。
4、8
2、6