大学物理课件第12章128波的叠加原理波的干涉驻波.ppt

第十二章 机械波和电磁波 §12-8 波的叠加原理 波的干涉 驻波 实验课教学的主要目标是使我们了解医学微生物学主要的研究方法和手段，掌握基本技能和基本原理，树立牢固的无菌观念 1、波传播的独立性：几个波源产生的波，同时在一媒质中传播，并在媒质空间某点相遇，每一列波将保持自己原有的特性（频率、波长、振动方向和传播方向等）独立的传播。 一、波的叠加 2、波的叠加原理：质点的振动位移是各列波在该点引起的位移的矢量和。 任何一质点的周期性运动，都可以用简谐运动的合成来表示；反之，任何几列波在空间某点的叠加都可以用该点振动合成的方法去获得。 两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的简谐波称为相干波，相干波的波源称为相干波源。 两列相干波在空间一点相遇，两个分振动具有恒定的相位差，对于空间不同的点，相位差是逐点不同，某些点振动始终加强，某些振动始终减弱，称为干涉现象。 二、波的干涉 两个相干波源S1和S2，振动方程 S1 S2 r1 r2 P 两个相干波源引起的波动分别通过r1和r2的路程在P点相遇时，引起的分振动 P点的合振动 合振幅最大 合振幅最小 如果?10=?20，即两个相干波源初相位相等。 两相干波叠加后的强度 如果 I1=I2 相干波的产生： 例题 A、B两个相干波源在同一媒质中相距30m，振幅相等，频率都是100Hz，相位差?。由A B波源引起的相干波的波速为400m·s-1,设媒质不吸收而且均匀，求AB连线上因干涉而静止的位置。 解：二相干波源的相位差 干涉减弱的条件为 A、B连线上AB段以外的各点如P或Q点，均不满足 rB-rA=-4k的干涉减弱的条件，不予考虑。 在AB之间任一点R，设RA=x，RB=30-x，波程差 显然 k=0，±1，±2，· · · ±7时 x=1，3，5，7， · · · 29m处的各点处于干涉静止的位置。 三、驻波 振幅相同的两列相干波，在同一直线上，沿相反方向 传播时在相遇区域叠加干涉，形成驻波。 波节：相邻两个静止的点之间相距?/2。 波段：相邻二波节之间的所有点振动相位都一样，始终同步作谐振动，只是振幅不一样。相邻两个波段的振动相位始终相反。 波节 波腹 振幅是x的函数 正反方向传播的两列余弦波 驻波特征： 各点作谐振动的振幅 是x的函数（与时间无关）。 波腹位置 叠加后的合成波 相邻两波腹间距： 波节位置 两个相邻波节间距 ?/2。 各波段相位 当： 波段 波段 当： 驻波中同一波段上的各点振动相位相同，而相邻两个波段上的各点振动相位相反。没有振动状态及波形的传播，只是分段振动。（波节两边的质点的振动位相相反，相邻两个波节的质点的振动位相相同） 驻波的能量分布 驻波中，能量始终在一个波段中来回移动，并不断进行着动能和势能之间的转化。 驻波实验及半波损失 反射点B固定不动形成波节，反射波与入射波间有相位突变?。 * * 第十二章 机械波和电磁波 §12-8 波的叠加原理 波的干涉 驻波 实验课教学的主要目标是使我们了解医学微生物学主要的研究方法和手段，掌握基本技能和基本原理，树立牢固的无菌观念