--惠更斯原理 波的衍射和干涉ppt课件

1、 理学院 物理系 大学物理大学物理 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10-4 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平平 面面 波波 介质中动摇传播到的每一点都可以看作是发介质中动摇传播到的每一点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的恣意时辰，这些子波射子波的波源，而在其后的恣意时辰，这些子波的包络就是新的波前的包络就是新的波前. .二、二、 惠更斯原理惠更斯原理球球 面面 波波O1R2Rtu一、一、 衍射衍射 理学院 物理系 大学物理大学物理 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三、波的干涉三、波的干涉1 波的波的叠叠

2、加原理加原理 波传播的独立性：两列波在某区域相遇后再分开，波传播的独立性：两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时一样，互不干扰传播情况与未相遇时一样，互不干扰. . 波的叠加性：在相遇区，任一质点的振动为二波波的叠加性：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合成单独在该点引起的振动的合成. . 理学院 物理系 大学物理大学物理 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 频率一样、振动方向平行、相位一样频率一样、振动方向平行、相位一样或相位差恒定的两列波相遇时，使某或相位差恒定的两列波相遇时，使某些地方振动一直加强，而使另一些地方振些地方振动一直加强，而

3、使另一些地方振动一直减弱的景象，称为波的干涉景象动一直减弱的景象，称为波的干涉景象. .2 波的干涉波的干涉 理学院 物理系 大学物理大学物理 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光的等倾干涉条纹照片光的等倾干涉条纹照片 理学院 物理系 大学物理大学物理 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 波频率一样，振动方向一样，相位差恒定波频率一样，振动方向一样，相位差恒定 例例 水波干涉水波干涉 光波干涉光波干涉 某些点振动一直加强，另一些点振动一直某些点振动一直加强，另一些点振动一直减弱或完全抵消减弱或完全抵消. . (2)(2)干涉景象干涉景象满足干

4、涉条件的波称相关波满足干涉条件的波称相关波. .(1)(1)干涉条件干涉条件 理学院 物理系 大学物理大学物理 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波源振动波源振动)cos(111tAy)cos(222tAy)2cos(1111rtAyP)2cos(2222rtAyP点点P P 的两个分振动的两个分振动(3)(3)干涉景象的定量讨论干涉景象的定量讨论1s2sP*1r2r 理学院 物理系 大学物理大学物理 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1s2sP*1r2r 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍

5、射和干涉cos2212221AAAAA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12 k位相差位相差 决议了合振幅的大小决议了合振幅的大小. .干涉的相位差条件干涉的相位差条件讨讨 论论 理学院 物理系 大学物理大学物理 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相位差相位差)2()2(1122rr) 12(22221kkrr加强加强减弱减弱称为波程差波走过的路程之差称为波程差波走过的路程之差21rr 2221rr那那么么假设假设 即相关波源即相关波源S1S1、S2S2同相位同相位12 理学院 物理系 大学

6、物理大学物理 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 将合振幅加强、减弱的条件转化为干涉将合振幅加强、减弱的条件转化为干涉的波程差条件，那么有的波程差条件，那么有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krr2121maxAAA当当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(21krr21minAAA干涉的波程差条件干涉的波程差条件 理学院 物理系 大学物理大学物理 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例例 如下图，如下图，A A、B B 两点为两点为同一介质中两相关波源同一介质中两相关波源. .其其振幅皆为振幅皆为5 cm5 cm，频率皆为，频率皆为100 Hz100 Hz，但当点，但当点 A A 为波峰为波峰时，点时，点B 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 A、B B发出的两列波传到点发出的两列波传到点P P 时时干涉的结果干涉的结果. .15 m20 mABP1sm10 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的