10-4-惠更斯原理波的衍射-干涉

球面波平面波

介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)都可以看作是發(fā)射子波的波源，而在其后的任意時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前.一惠更斯原理O應(yīng)用:t時(shí)刻波面

t+

t時(shí)刻波面

波的傳播方向1

二波的衍射

波的衍射波在傳播過程中遇到障礙物，能繞過障礙物的邊緣，在障礙物的陰影區(qū)內(nèi)繼續(xù)傳播.abc2同理可用惠更斯原理可以證明波的反射定律反射定律（與光的反射定律相同，證明略）N界面RN界面LI3可用惠更斯原理可以證明波的折射定律··媒質(zhì)1媒質(zhì)2·ACi1i2t1t2BE波束1波束3AB即為波面設(shè)t時(shí)刻波束1傳播到A，因AB為波面，所以波束3傳播到B。設(shè)t+dt時(shí)刻波束3在介質(zhì)1中傳播到C，此段時(shí)間內(nèi)波束1在介質(zhì)2中傳播。即CE為t+dt時(shí)刻的波面i1--入射角,i2--折射角4··媒質(zhì)1媒質(zhì)2·ACi1i2t1t2BE波束1波束3BC=u1(t2-t1)AE=u2(t2-t1)…波的折射定律---相對(duì)折射率5三波的干涉1

波的疊加原理波傳播的獨(dú)立性：兩列波在某區(qū)域相遇后再分開，傳播情況與未相遇時(shí)相同，互不干擾.波的疊加性：在相遇區(qū)，任一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)為二波單獨(dú)在該點(diǎn)引起的振動(dòng)的合成.6頻率相同、振動(dòng)方向平行、相位相同或相位差恒定的兩列波相遇時(shí)，使某些地方振動(dòng)始終加強(qiáng)，而使另一些地方振動(dòng)始終減弱的現(xiàn)象，稱為波的干涉現(xiàn)象.2

波的干涉7頻率相同，振動(dòng)方向相同，位相差恒定

滿足干涉條件的波稱相干波.(1)相干條件(2)相干波產(chǎn)生相干波的波的波源稱相干波源.(3)相干波源8波源振動(dòng)兩波引起點(diǎn)P的兩個(gè)分振動(dòng)(3)干涉現(xiàn)象的定量討論*激發(fā)相干波此兩個(gè)分振動(dòng)為簡諧振動(dòng)9*點(diǎn)P合振動(dòng)：10*同一點(diǎn)，

=常量，A=常量不同點(diǎn)，

變化，A變化形成振幅分布的穩(wěn)定性----波的干涉現(xiàn)象11合振幅最大當(dāng)合振幅最小當(dāng)位相差決定了合振幅的大小.干涉的位相差條件討論12位相差加強(qiáng)減弱稱為波程差（波走過的路程之差）則如果即相干波源S1、S2同位相13

將合振幅加強(qiáng)、減弱的條件轉(zhuǎn)化為干涉的波程差條件，則有當(dāng)時(shí)（半波長偶數(shù)倍）合振幅最大當(dāng)時(shí)（半波長奇數(shù)倍）

合振幅最小

干涉的波程差條件14例

如圖所示，A、B

兩點(diǎn)為同一介質(zhì)中兩相干波源.其振幅皆為5cm，頻率皆為100Hz，但當(dāng)點(diǎn)A

為波峰時(shí)，點(diǎn)B恰為波谷.設(shè)波速為，試寫出由A、B發(fā)出的兩列波傳到點(diǎn)P

時(shí)干涉的結(jié)果.15m20mABP15解15m20mABP干涉情況決定于兩波傳播到p點(diǎn)時(shí)的相差兩波傳播到p點(diǎn)時(shí)的相差為：因A為波峰時(shí)，B為波谷，所以有兩波源的相差為（設(shè)A的相位較B超前）：16兩波傳播到p點(diǎn)時(shí)的相差為：所以干涉減弱，點(diǎn)P合振幅：15m20mABP17例2：S1、S2是同一介質(zhì)中相距為的相干波源，其發(fā)射平面簡諧波的振幅均為A，波的強(qiáng)度均為I0，沿其連線x軸方向傳播，若S1經(jīng)平衡位置向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，S2恰好處于y軸正方向最遠(yuǎn)端，設(shè)介質(zhì)不吸收能量，求：（1）S1、S2兩側(cè)合成波的強(qiáng)度；（2）S1、S2之間因干涉加強(qiáng)的點(diǎn)位置解：（1）設(shè)t=0時(shí)，S1經(jīng)平衡位置向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，S2恰好處于正方向最遠(yuǎn)端18P點(diǎn)位相：由于

P與x無關(guān)，所以在x軸上S2以右的區(qū)域都滿足干涉相消條件，該區(qū)域的所有質(zhì)點(diǎn)都是靜止不動(dòng)的。

19S1