大學(xué)物理-波的干涉課件

教學(xué)基本要求:★1理解波的相干條件及獲得相干光的方法,能應(yīng)用相位差和波程差分析、確定相干波疊加后振幅加強(qiáng)和減弱的條件.★2掌握光程的概念以及光程差和相位差的關(guān)系,理解在什么情況下的反射光有相位躍變★3能分析楊氏雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋的位置.4了解邁克耳孫干涉儀的工作原理教學(xué)基本要求:1101波的疊加與干涉1、波的疊加原理1)幾列波相遇后仍保持它們?cè)械奶匦?頻率、波長(zhǎng)、振幅、傳播方向)不變,互不干擾。2)在相遇時(shí)任一點(diǎn)的振動(dòng)為各列波單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所引起的振動(dòng)位移的矢量和。般而言,波的疊加較復(fù)雜波的疊加101波的疊加與干涉22.波的干涉頻率相同、振動(dòng)方向相同、有恒定的相位差的兩列波相遇時(shí),使某些地方振動(dòng)始終加強(qiáng),或始終減弱的現(xiàn)象●相干波條件1)兩列波振動(dòng)方向相同;2)兩列波頻率相同;3兩列波有穩(wěn)定的相位差。波的干涉1滿足這三個(gè)條件的兩列波稱為相干波波的干涉22.波的干涉3●干涉加強(qiáng)減弱條件設(shè)有兩個(gè)相干波源S1及S2y1o=Acos(t+o)yoo=A,cos(at+oo)兩列波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)表達(dá)式分別為:2丌ViP=A,cos(at-r,+P1o)V2p=A2cos(at-r2+Pro)當(dāng)此兩列波發(fā)出的波在空間P點(diǎn)相遇時(shí),為同方向同頻率振動(dòng)合成。Y,+y2=AcoS(at+o)●干涉加強(qiáng)減弱條件4合振幅為A=1A2+A2+2A1A2co(2-9o-2n3★★2±2k(R=01,2…)干涉相長(zhǎng)Ap=920-90(2k+1)z干涉相消當(dāng)q0o=q0時(shí),波程差為A=A,+A±k2k+1)2A=A-A△A合振幅為A=1A2+A2+2A1A2co(2-9o-2n35由于波的強(qiáng)度正比于振幅的平方,而42=A2+A2+2A1A2cos△g所以兩列波疊加后的強(qiáng)度為:I=1+2+2√12Cos△g疊加后波的強(qiáng)度隨著兩列相干波在空間各點(diǎn)所引起的振動(dòng)相位差的不同而不同。當(dāng)1=L2時(shí),有:I=21(+cs△)=41s2△98π-6-4x46x8布由于波的強(qiáng)度正比于振幅的平方,而42=A2+A2+2A1A26例101設(shè)S1、S2為兩個(gè)相干波源,兩者相距四分之一波長(zhǎng),如圖102所示。S1比S2的相位超前π/2。若兩列波在S父多S2連線方向上的強(qiáng)度相同,且不隨距離變化,求在S1、S線上(1)S2右側(cè)各點(diǎn)的合成波的強(qiáng)度如何?解:(1)設(shè)S2右側(cè)任Pr點(diǎn)P與S2的距離為x,則r2=r,r1=x+/4;而兩波源的相位差為q2-91=z/2,所以這兩列波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)的相位差為A=2-q1-2x2-n=所以S2右側(cè)各點(diǎn)的干涉加強(qiáng),其合振幅恒為A2A。因?yàn)椴ǖ膹?qiáng)度P所以合成波的強(qiáng)度F41例101設(shè)S1、S2為兩個(gè)相干波源,兩者相距四分之一波長(zhǎng),7(2)S1左側(cè)各點(diǎn)的合成波的強(qiáng)度如何?設(shè)S1左側(cè)任一點(diǎn)Q與S1的距離為x,同樣的方法可求得這兩列波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)的相位差為△=q2-升-2x32~1丌2丌22422所以S1左側(cè)各點(diǎn)的干涉相消,其合振幅恒為0,所以合成波的強(qiáng)度也為0。P7o910(2)S1左側(cè)各點(diǎn)的合成波的強(qiáng)度如何?83.相干波的獲得振動(dòng)方向相同、頻率相同、相位差恒定是兩列波能夠相干的必要條件。機(jī)械波易做到,光波不易滿足。光是電磁波?？梢?jiàn)光波長(zhǎng)380nn760nn(m=10m=l0A)1原因:與光源發(fā)光機(jī)制有關(guān)原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生光波列波列長(zhǎng)度l;大致v;偏振。光源中許多原子、分子能級(jí)躍遷各自獨(dú)立,產(chǎn)生的光波在頻率、振動(dòng)方向、位相上各不相同,故兩個(gè)獨(dú)立光源產(chǎn)生的光不是相干光(如兩盞燈)。3.相干波的獲得9大學(xué)物理-波的干涉課件10大學(xué)物理-波的干涉課件11大學(xué)物理-波的干涉課件12大學(xué)物理-波的干涉課件13大學(xué)物理-波的干涉課件14大學(xué)物理-波的干涉課件15大學(xué)物理-波的干涉課件16大學(xué)物理-波的干涉課件17大學(xué)物理-波的干涉課件18大學(xué)物理-波的干涉課件19大學(xué)物理-波的干涉課件20大學(xué)物理-波的干涉課件21大學(xué)物理-波的干涉課件22大學(xué)物理-波的干涉課件23大學(xué)物理-波的干涉課件24大學(xué)物理-波的干涉課件25大學(xué)物理-波的干涉課件26大學(xué)物理-波的干涉課件27大學(xué)物理-波的干涉課件28大學(xué)物理-波的干涉課件29大學(xué)物理-波的干涉課件30大學(xué)物理-波的干涉課件31大學(xué)物理-波的干涉課件32大學(xué)物理-波的干涉課件33大學(xué)物理-波的干涉課件34大學(xué)物理-波的干涉課件35大學(xué)物理-波的干涉課件36大學(xué)物理-波的干涉課件37大學(xué)物理-波的干涉課件38大學(xué)物理-波的干涉課件39大學(xué)物理-波的干涉課件40大學(xué)物理-波的干涉課件41大學(xué)物理-波的干涉課件42大學(xué)物理-波的干涉課件43大學(xué)物理-波的干涉課件44大學(xué)物理-波的干涉課件45大學(xué)物理-波的干涉課件46大學(xué)物理-波的干涉課件47大學(xué)物理-波的干涉課件48大學(xué)物理-波的干涉課件49大學(xué)物理-波的干涉課件50大學(xué)物理-波的干涉課件51大學(xué)物理-波的干涉課件52大學(xué)物理-波的干涉課件53大學(xué)物理-波的干涉課件54大學(xué)物理-波的干涉課件55大學(xué)物理-波的干涉課件56大學(xué)物理-波的干涉課件57大學(xué)物理-波的干涉課件58大學(xué)物理-波的干涉課件59大學(xué)物理-波的干涉課件60大學(xué)物理-波的干涉課件61大學(xué)物理-波的干涉課件62大學(xué)物理-波的干涉課件63大學(xué)物理-波的干涉課件64大學(xué)物理-波的干涉課件65大學(xué)物理-波的干涉課件66教學(xué)基本要求:★1理解波的相干條件及獲得相干光的方法,能應(yīng)用相位差和波程差分析、確定相干波疊加后振幅加強(qiáng)和減弱的條件.★2掌握光程的概念以及光程差和相位差的關(guān)系,理解在什么情況下的反射光有相位躍變★3能分析楊氏雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋的位置.4了解邁克耳孫干涉儀的工作原理教學(xué)基本要求:67101波的疊加與干涉1、波的疊加原理1)幾列波相遇后仍保持它們?cè)械奶匦?頻率、波長(zhǎng)、振幅、傳播方向)不變,互不干擾。2)在相遇時(shí)任一點(diǎn)的振動(dòng)為各列波單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所引起的振動(dòng)位移的矢量和。般而言,波的疊加較復(fù)雜波的疊加101波的疊加與干涉682.波的干涉頻率相同、振動(dòng)方向相同、有恒定的相位差的兩列波相遇時(shí),使某些地方振動(dòng)始終加強(qiáng),或始終減弱的現(xiàn)象●相干波條件1)兩列波振動(dòng)方向相同;2)兩列波頻率相同;3兩列波有穩(wěn)定的相位差。波的干涉1滿足這三個(gè)條件的兩列波稱為相干波波的干涉22.波的干涉69●干涉加強(qiáng)減弱條件設(shè)有兩個(gè)相干波源S1及S2y1o=Acos(t+o)yoo=A,cos(at+oo)兩列波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)表達(dá)式分別為:2丌ViP=A,cos(at-r,+P1o)V2p=A2cos(at-r2+Pro)當(dāng)此兩列波發(fā)出的波在空間P點(diǎn)相遇時(shí),為同方向同頻率振動(dòng)合成。Y,+y2=AcoS(at+o)●干涉加強(qiáng)減弱條件70合振幅為A=1A2+A2+2A1A2co(2-9o-2n3★★2±2k(R=01,2…)干涉相長(zhǎng)Ap=920-90(2k+1)z干涉相消當(dāng)q0o=q0時(shí),波程差為A=A,+A±k2k+1)2A=A-A△A合振幅為A=1A2+A2+2A1A2co(2-9o-2n371由于波的強(qiáng)度正比于振幅的平方,而42=A2+A2+2A1A2cos△g所以兩列波疊加后的強(qiáng)度為:I=1+2+2√12Cos△g疊加后波的強(qiáng)度隨著兩列相干波在空間各點(diǎn)所引起的振動(dòng)相位差的不同而不同。當(dāng)1=L2時(shí),有:I=21(+cs△)=41s2△98π-6-4x46x8布由于波的強(qiáng)度正比于振幅的平方,而42=A2+A2+2A1A272例101設(shè)S1、S2為兩個(gè)相干波源,兩者相距四分之一波長(zhǎng),如圖102所示。S1比S2的相位超前π/2。若兩列波在S父多S2連線方向上的強(qiáng)度相同,且不隨距離變化,求在S1、S線上(1)S2右側(cè)各點(diǎn)的合成波的強(qiáng)度如何?解:(1)設(shè)S2右側(cè)任Pr點(diǎn)P與S2的距離為x,則r2=r,r1=x+/4;而兩波源的相位差為q2-91=z/2,所以這兩列波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)的相位差為A=2-q1-2x2-n=所以S2右側(cè)各點(diǎn)的干涉加強(qiáng),其合振幅恒為A2A。因?yàn)椴ǖ膹?qiáng)度P所以合成波的強(qiáng)度F41例101設(shè)S1、S2為兩個(gè)相干波源,兩者相距四分之一波長(zhǎng),73(2)S1左側(cè)各點(diǎn)的合成波的強(qiáng)度如何?設(shè)S1左側(cè)任一點(diǎn)Q與S1的距離為x,同樣的方法可求得這兩列波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)的相位差為△=q2-升-2x32~1丌2丌22422所以S1左側(cè)各點(diǎn)的干涉相消,其合振幅恒為0,所以合成波的強(qiáng)度也為0。P7o910(2)S1左側(cè)各點(diǎn)的合成波的強(qiáng)度如何?743.相干波的獲得振動(dòng)方向相同、頻率相同、相位差恒定是兩列波能夠相干的必要條件。機(jī)械波易做到,光波不易滿足。光是電磁波。可見(jiàn)光波長(zhǎng)380nn760nn(m=10m=l0A)1原因:與光源發(fā)光機(jī)制有關(guān)原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生光波列波列長(zhǎng)度l;大致v;偏振。光源中許多原子、分子能級(jí)躍遷各自獨(dú)立,產(chǎn)生的光波在頻率、振動(dòng)方向、位相上各不相同,故兩個(gè)獨(dú)立光源產(chǎn)生的光不是相干光(如兩盞燈)。3.相干波的獲得75大學(xué)物理-波的干涉課件76大學(xué)物理-波的干涉課件77大學(xué)物理-波的干涉課件78大學(xué)物理-波的干涉課件79大學(xué)物理-波的干涉課件80大學(xué)物理-波的干涉課件81大學(xué)物理-波的干涉課件82大學(xué)物理-波的干涉課件83大學(xué)物理-波的干涉課件84大學(xué)物理-波的干涉課件85大學(xué)物理-波的干涉課件86大學(xué)物理-波的干涉課件87大學(xué)物理-波的干涉課件88大學(xué)物理-波的干涉課件89大學(xué)物理-波的干涉課件90大學(xué)物理-波的干涉課件91大學(xué)物理-波的干涉課件92大學(xué)物理-波的干涉課件93大學(xué)物理-波的干涉課件94大學(xué)物理-波的干涉課件95大學(xué)物理-波的干涉課件96大學(xué)物理-波的干涉課件97大學(xué)物理-波的干涉課件98大學(xué)物理-波的干涉課件99大學(xué)物理-波的干涉課件100大學(xué)物理-波的干涉課件101大學(xué)物理-波的干涉課件102大學(xué)物理-波的干涉課件103大學(xué)物理-波的干涉課件104大學(xué)物理-波的干涉課件105大學(xué)物理-波的干涉課件106大學(xué)物理-波的干涉課件107大學(xué)物理-波的干涉課件108大學(xué)物理-波的干涉課件109大學(xué)物理-波的干涉課件110大學(xué)物理-波的干涉課件111大學(xué)物理-波的干涉課件112大學(xué)物理-波的干涉課件113大學(xué)物理-波的干涉課件114大學(xué)物理-波的干涉課件115大學(xué)物理-波的干涉課件116大學(xué)物理-波的干涉