大学物理惠更斯原理波的衍射干涉ppt课件

1、第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版球球 面面 波波平平 面面 波波 介质中动摇传播到的各点都可以看作是介质中动摇传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的恣意时辰，这发射子波的波源，而在其后的恣意时辰，这些子波的包络就是新的波前些子波的包络就是新的波前. .一一 惠更斯原理惠更斯原理O1R2Rtu第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版 波波 的的 衍衍 射射 水波的衍射水波的衍射 波在传播过程中遇到妨碍物，能绕过妨波在传播过程中

2、遇到妨碍物，能绕过妨碍物的边缘，在妨碍物的阴影区内继续传播碍物的边缘，在妨碍物的阴影区内继续传播. . 二二 波的衍射波的衍射第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版三三 波的干涉波的干涉1 波的波的叠叠加原理加原理 波传播的独立性：两列波在某区域相遇波传播的独立性：两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时一样，互不后再分开，传播情况与未相遇时一样，互不干扰干扰. . 波的叠加性：在相遇区，任一质点的振波的叠加性：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动为二波单独在该点引起的振动的合成. .第十

3、章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版 频率一样、振动频率一样、振动方向平行、相位一样方向平行、相位一样或相位差恒定的两列或相位差恒定的两列波相遇时，使某些地波相遇时，使某些地方振动一直加强，而方振动一直加强，而使另一些地方振动一使另一些地方振动一直减弱的景象，称为直减弱的景象，称为波的干涉景象波的干涉景象. .2 波的干涉波的干涉第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版波频率一样，振动方向一样，位相差恒定波频率一样，振动方向一样，位相差恒定 例

4、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)干涉条件干涉条件第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版波源振动波源振动)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第

5、十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版)cos(21tAyyyPPP)2cos()2cos()2sin()2sin(tan122111222111rArArArAcos2212221AAAAA12122rr 定值定值1s2sP*1r2r第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版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

6、振幅的大小决议了合振幅的大小. .干涉的位相差条件干涉的位相差条件讨讨 论论第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版位相差位相差)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同位相同位相12第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版 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

7、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第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版例例 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

8、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第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版25201522BP设设 A A 的相位较的相位较 B B 超前超前BA2011 . 0152522APBPAB点点P P 合振幅合振幅021AAA解解10. 010010u(m)15 m20 mABP第十章第十章 波动波动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物理学物理学

9、第五版第五版第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版用惠更斯原理证明用惠更斯原理证明时辰时辰 t时辰时辰 t+tB2 B3B1NNAIB32dd3dLiiii i i A1A2A3B2 B3B1NNAId第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版第十章第十章 波动波动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物理学物理学第五版第五版i i i A1A2A3B2 B3B1NNAId时辰时辰 t t时辰时辰 t+ t+t ttuBA133tuAB2B2B3B1NNAIrrBRriABA33rABB32133sinsinuuABBAri所以所以第十章第十章 波动波动物理学物理学第五版第五版10-2 10-2 平面简谐波的波函数平面简