波的叠加波的干涉驻波ppt课件.ppt

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1、12.3.1波的叠加原理波传播的独立性：两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时相同，互不干扰.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.动画演示1频率相同、振动方向平行、相位相同或相位差恒定的两列波相遇时，使某些地方振动始终加强，而使另一些地方振动始终减弱的现象，称为波的干涉现象.二波的干涉动画演示2频率相同，振动方向相同，位相差恒定满足干涉条件的波称相干波.(1)相干条件(2)相干波产生相干波的波的波源称相干波源.(3)相干波源动画演示3波源振动两波引起点P的两个分振动(4)干涉现象的定量讨论*激发

2、相干波此两个分振动为简谐振动4*点P合振动：5*不同点，变化，A变化，决定于点（x,y,z)形成稳定的振幅分布----波的干涉现象同一点，=常量，A=常量，与时间无关合振幅最大当合振幅最小当位相差决定了合振幅的大小.干涉的位相差条件讨论干涉加强干涉减弱7位相差加强减弱称为波程差（波走过的路程之差）则如果即相干波源S1、S2同位相8将合振幅加强、减弱的条件转化为干涉的波程差条件，则有当时（半波长偶数倍）合振幅最大当时（半波长奇数倍）合振幅最小干涉的波程差条件9例如图所示，A、B两点为同一介质中两相干波源.其振幅皆为5cm，频率皆为

3、100Hz，但当点A为波峰时，点B恰为波谷.设波速为，试写出由A、B发出的两列波传到点P时干涉的结果.15m20mABP10解15m20mABP干涉情况决定于两波传播到p点时的相差两波传播到p点时的相差为：因A为波峰时，B为波谷，所以有两波源的相差为（设A的相位较B超前）：11两波传播到p点时的相差为：所以干涉减弱，点P合振幅：15m20mABP12三驻波的产生1现象当两列振幅相同、传播方向相反的相干波发生干涉所合成波称为驻波驻波是特殊的干涉现象动画演示132条件两列振幅相同的相干波异向传播前进波反射波143驻波的形成动画演示15二驻波

4、方程正向负向17驻波方程讨论10(1)振幅随x而异,与时间无关18a当为波节(的奇数倍)为波腹b当时(的偶数倍)时19相邻波腹（节）间距相邻波腹和波节间距结论有些点始终不振动,有些点始终振幅最大xy波节波腹振幅包络图(的偶数倍)波腹:20(2)相位分布结论一相邻两波节间各点振动相位相同xy波节波腹动画演示21结论二一波节两侧各点振动相位相反xy动画演示22边界条件驻波一般由入射、反射波叠加而成，反射发生在两介质交界面上，在交界面处出现波节还是波腹，取决于介质的性质.波疏介质,波密介质介质分类23波密介质较大波疏介质较小波疏介质波密介质动

5、画演示24当波从波疏介质垂直入射到波密介质,被反射到波疏介质时形成波节.入射波与反射波在此处的相位时时相反,即反射波在分界处产生的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失.三相位跃变（半波损失）25（2）半波损失B点为波节：位相：波长：反射波在B点有半个波长损失条件：A：垂直入射折射：B：波密媒质波蔬媒质从波密媒质(Z较大）反射回波蔬媒质前进波波在B点有位相的突变没有半波损失波阻抗：Z=u无半波损失26当波从波密介质垂直入射到波疏介质，被反射到波密介质时形成波腹.入射波与反射波在此处的相位时时相同，即反射波在分界处不产生相位

6、跃变.波密介质波疏介质27动画演示28四驻波的能量ABC波节波腹位移最大时平衡位置时29驻波的能量在相邻的波腹和波节间往复变化，在相邻的波节间发生动能和势能间的转换，动能主要集中在波腹，势能主要集中在波节，但无能量的定向传播.驻波的能量30五振动的简正模式这种振动方式称为弦线振动的简正模式.两端固定的弦线形成驻波时，波长和弦线长应满足,动画演示31两端固定的弦振动的简正模式32一端固定一端自由的弦振动的简正模式33例1：S1、S2是同一介质中相距为的相干波源，其发射平面简谐波的振幅均为A，波的强度均为I0，沿其连线x轴方向传播，若S1经

7、平衡位置向y轴负方向运动时，S2恰好处于y轴正方向最远端，设介质不吸收能量，求：（1）S1、S2两侧合成波的强度；（2）S1、S2之间因干涉加强的点位置解：（1）设t=0时，S1经平衡位置向x轴负方向运动时，S2恰好处于正方向最远端34P点位相：S1左侧:35（2）相干加强：36例2、一波长为=1.4m平面简谐波沿x轴正方向传播，距原点L=1.75m处有一波密媒质做成的反射面MN，设原点的振动方程为：求：（1）入射波方程；（2）反射波方程；（3）离原点为0.875处合成波振幅解：（1）入射波方程为：波密媒质37反射波引起的N点振动的振动

8、方程：半波损失波密媒质（2）反射波方程：入射波到达N点引起的N点振动的振动方程：38反射波引起的N点振动的振动方程：反射波方程：（3）离原点为0.875处合成波振幅39例如图,一列沿x轴正向传播的简谐波方程