当前课程知识点:大学物理 > 第七章 机械波 > 7.2 波的干涉 > 波的干涉
侯延(音)雪副教授
燕山大学理学院
大学物理系主任
研究方向 低维结构的制备
及其光学特性研究
同学们好
这节课我们来讨论一下
波的干涉问题
首先我们来介绍一下
波的叠加原理
几列波相遇时
在相遇区域内
质点的位移等于
各列波单独存在时
引起该指点位移的矢量和
我们来看一下这个动画
相遇后各列波仍保持
原有特征继续向前传播
就好像没有遇到其他波一样
波叠加时在满足一定条件下
可以发生干涉现象
那么什么是波的干涉呢
我们看一下下面的视频
满足什么条件的波相遇
才能发生干涉现象呢
我们仍以水面波进行试验
我们看到当两波源频率相同时
出现稳定的干涉图样
当两列波的频率相同
振动方向相同
相位差恒定时
在叠加区域内
某些位置的和振动始终加强
而某些位置的和振动始终减弱
这称为波的干涉
如果两列波的频率不同
情况如何呢
我们看一下下面的视频
当频率有微小差异时
振幅分布不再稳定
当频率不同时
干涉图样完全消失了
此时没有干涉现象
如果两列波的相位差不恒定
波在叠加时的情况又如何呢
两波源振动相位差
Δφ等于0
也就是同相位时
产生的干涉图样
在对称轴线上振幅最大
两波源做反相振动时
也产生了干涉图样
只是对称轴线上的振幅最小
可见在相位差保持不变时
便会出现稳定的干涉图样
当相位差不恒定时
干涉图样完全消失
此时也没有干涉现象
那么两列波发生干涉的条件
需要满足频率相同
振动方向相同
相位差恒定
满足相关条件的两列波
称为相干波
下面我们讨论一下相干波
再相遇点引起的振动合成情况
波源s1的振动
引起传播方向上
p点振动的位移为yp1
波源s2的震动
引起p点的振动位移为yp2
于是p点的和振动
y等于yp1加上yp2
我们可以用矢量合成的办法
给出p点的和振动
和振动位移为
y等于cosωt加φ
两列波的相位差Δφ
等于yp2的相位减去yp1的相位
和振动的振幅
a等于根号下a1方上a2方
加上2倍的a1 a2 cosΔφ
当a等于a1加a2时
干涉加强
干涉加强的条件为
Δφ等于2π的整数倍
当a等于a1减a2的绝对值时
干涉减弱 干涉减弱的条件为
Δφ等于π的奇数倍
以上就是我们对
波的干涉问题的讨论
利用波的干涉原理
可以解释驻波 光的干涉
和衍射等现象
好 这次课就到这里
谢谢大家
-1.1 质点运动状态的描述
--1.1.2 讨论
-1.2 圆周运动
--自然坐标系
--1.2.2 讨论
-1.3 习题
-作业 质点运动学
-2.1 牛顿运动定律及其应用
--运动与力
--2.1.2 讨论
-2.2 习题
-作业 牛顿运动定律
-3.1 功和动能定理
--3.1.2 讨论
-3.2 势能和机械能守恒
--3.2.2 讨论
-3.3 习题
-作业 功和能
-4.1 动量定理和动量守恒定律
--4.1.2 讨论
-4.2 习题
-作业 冲量和动量
-5.1 角动量和角动量定理
--角动量
--5.1.2 讨论
-5.2 刚体的转动惯量
--刚体的转动惯量
-5.3 转动定律
-5.4 转动中的功和能
--转动中的功和能
-5.5 习题
-作业 刚体力学基础
-6.1 简谐运动
--简谐运动方程
--6.1.3 讨论
-6.2 简谐运动的合成
--简谐运动的合成
-6.3 阻尼振动 受迫振动和共振
-6.4 习题
-作业 机械振动基础
-7.1 简谐波
--简谐波的波函数
-7.2 波的干涉
--波的干涉
--7.2.2 驻波
-7.3 多普勒效应
-7.4 习题
-作业 机械波
-8.1 热力学第一定律
--热容和摩尔热容
--绝热过程
--循环效率的计算
--卡诺循环
-8.2 热力学第二定律
-作业 热力学
-9.1 压强 温度和理想气体状态方程
--理想气体的压强
--温度的统计解释
-9.2 分子热运动的统计规律
-作业 气体动理论
-10.1 电场和电场强度
--重点、难点指导
--高斯定理
--作业 电场和电场强度叠加
-10.2 电势能和电势
--重点、难点指导
--电势
--电势的计算
--电势梯度
--作业 电势和电势能
-10.3 静电场中的导体
--重点、难点指导
--尖端放电
--作业 静电场中的导体
-10.4 静电场中的电介质
--重点、难点指导
--电容 静电场能量
--作业 静电场中的电介质
-11.1 磁场和磁感应强度
--重点、难点指导
--磁场和磁感应强度
--毕奥-萨伐尔定律
--磁场中的积分定理
--作业 稳恒磁场的磁感应强度
-11.2 磁力作用
--重点、难点指导
--作业 磁力
-11.3 磁介质
--重点、难点指导
--磁场中的磁介质
--作业 磁介质
-12.1 电磁感应的基本规律
--动生电动势
--感生电场的计算
-12.2 互感、自感和磁能
--互感 自感
--磁场能量
--位移电流
-作业 电磁感应
-13.1 光的干涉
--重点、难点指导
--相干光
--杨氏双缝干涉
--讨论
--等倾干涉
--等厚干涉
--作业 光的干涉
-13.2 光的衍射
--重点、难点指导
--单缝夫琅禾费衍射
--光栅衍射
--作业 光的衍射
-13.3 光的偏振
--重点、难点指导
--光的偏振态
--马吕斯定律
--布儒斯特定律
--作业 光的偏振