球面波平面波

1、1球球 面面 波波平平 面面 波波 波传播到的各点都可以看作是发射波传播到的各点都可以看作是发射子波的波源子波的波源，这些，这些子波源子波源发出的发出的子波的子波的包络包络就是就是新的波前新的波前.一一 惠更斯原理惠更斯原理O1R2Rtu10-4 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉2 波波 的的 衍衍 射射 水波的衍射水波的衍射 波波能绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴能绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴影区内传播影区内传播. 二二 波的衍射波的衍射缝宽的大小和波长有关缝宽的大小和波长有关缝宽比波长大的多，缝宽比波长大的多，衍射不明显衍射不明显缝宽与波长差不多，缝宽与波长差不

2、多，衍射比较明显衍射比较明显缝宽小于波长，缝宽小于波长，衍射更明显衍射更明显 （波的重要特征）（波的重要特征） 衍射明显与否：衍射明显与否：3三三 波的干涉波的干涉 独立性：独立性： 相遇时直接合成，分开后传相遇时直接合成，分开后传播情况与未相遇时相同，互不干扰播情况与未相遇时相同，互不干扰. 叠加性：叠加性：在相遇区在相遇区合振动合振动为为分振动的合成分振动的合成1 波的叠加原理波的叠加原理粒子相遇粒子相遇 碰撞，各自运动状态改变碰撞，各自运动状态改变波相遇波相遇相遇区域合成，然后保持各自特征继续传播相遇区域合成，然后保持各自特征继续传播比比较较),(AT 波在相遇区域，任一质点的振动为二波

3、在相遇区域，任一质点的振动为二波波单独单独在该点引起的在该点引起的振动的合成振动的合成.41 波的叠加原理波的叠加原理 波的叠加性：波的叠加性：在相遇区，任一质点的振动为在相遇区，任一质点的振动为二波单独在该点引起的振动的二波单独在该点引起的振动的合成。合成。 强振动，非线性介质中传播不成立。强振动，非线性介质中传播不成立。（线线性性叠加原理）叠加原理）（线性叠加）（线性叠加）5 振动方向相同、振动方向相同、 频率相同、相位相同频率相同、相位相同或相位差恒定或相位差恒定的两列的两列波相遇时，使某些地波相遇时，使某些地方振动始终加强，而方振动始终加强，而使另一些地方振动始使另一些地方振动始终减弱

4、的现象，称为终减弱的现象，称为波的干涉现象波的干涉现象.2 波的干涉波的干涉6 波频率相同，振动方向相同，位相差恒定波频率相同，振动方向相同，位相差恒定 例例 水波干涉水波干涉 光波干涉光波干涉 某些点振动始终加强，另一些点振动始终某些点振动始终加强，另一些点振动始终减弱或完全抵消减弱或完全抵消. ( (2) )干涉现象特征干涉现象特征满足干涉条件的波称相干波满足干涉条件的波称相干波.( (1) )干涉条件干涉条件（相干波源）（相干波源）7波源振动波源振动)cos(111tAy)cos(222tAy)2cos(1111rtAyP)2cos(2222rtAyP点点P 的两个分振动方程：的两个分振

5、动方程：(3)(3)干涉现象的定量讨论干涉现象的定量讨论1s2sP*1r2r1y2y满足相满足相干条件干条件21pppyyyrP2相位滞后：?21pppyyy在同一介在同一介质中传播质中传播8)cos(21tAyyyPPPcos2212221AAAAA)2cos(1111rtAyP)2cos(2222rtAyP1112rP2222rP1s2sP*1r2r1y2y)2cos()2cos()2sin()2sin(tan122111222111rArArArAp161212122rrpp定值定值加强减加强减弱条件弱条件)cos(11ptA)cos(22ptA9cos2212221AAAAA位相差位相

6、差 决定了合振幅的大小决定了合振幅的大小. .讨讨 论论1、加强、减弱条件、加强、减弱条件合振幅最大合振幅最大当当.3 , 2 , 1 , 02kk 时21maxAAA 合振幅最小合振幅最小21minAAA当当)0,1,2,k(,12k 1s2sP*1r2r1y2y10位相差位相差) 12(22212kkrr加强加强减弱减弱12rr 称为波程差称为波程差2如果如果 即相干波源即相干波源S1、S2同位相同位相12（波走过的路程之差）（波走过的路程之差）12122rr 1s2sP*1r2r则则122rr 11当当时（半波长偶数倍）时（半波长偶数倍）合振幅最大合振幅最大krr1221maxAAA当当

7、时（半波长奇数倍）时（半波长奇数倍） 合振幅最小合振幅最小 2) 12(12krr21minAAA干涉的波程差条件干涉的波程差条件2、) 12(22212kkrr加强加强减弱减弱), 3 , 2 , 1 , 0(k1215m20mABP例例 如图所示，如图所示，A、B 两点为同一介质中两相两点为同一介质中两相干波源干波源. .其振幅皆为其振幅皆为5cm，频率皆为，频率皆为100Hz，但当点但当点 A 为波峰时，点为波峰时，点B 恰为波谷恰为波谷.设波速设波速为为 ，试写出由，试写出由A、B发出的两列波发出的两列波传到传到点点P 时干涉的结果时干涉的结果.1sm10BABArr 2) 12(2kk加强加强减弱减弱BA/uBPrBAprA1325201522BP10. 010010u设设 A 的相位较的相位较 B 超超前前BA2011 . 0152522APBPAB点点P 合振幅合振幅021AAA解解15m20mABP14振动方向相同；振动方向相同；频率相同；频率相同；位相差恒定位相差恒定 。 1 1、波的、波的干涉条件干涉条件小结：小结：相干波相干波15干涉