波的叠加、驻波课件.ppt
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- 关 键 词:
- 叠加 驻波 课件
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1、一、波的叠加原理一、波的叠加原理条件:条件:波源:线性振动波源:线性振动波:线性波波:线性波介质中各质点均线性振动介质中各质点均线性振动 当几列波在传播过程中相遇时,相遇区域每一点的振当几列波在传播过程中相遇时,相遇区域每一点的振动等于各列波单独传播时在该点引起的振动的矢量和。动等于各列波单独传播时在该点引起的振动的矢量和。实质:实质:振动的叠加振动的叠加碰撞,各自运动状态改变。碰撞,各自运动状态改变。粒子相遇:粒子相遇:波相遇:波相遇:相遇区域合成,然后保持各自特征继续传播。相遇区域合成,然后保持各自特征继续传播。2 几列波相遇之后,几列波相遇之后,仍然保持它们各自原有的特征仍然保持它们各自
2、原有的特征(频(频、波长、振幅、振动方向等)不变,并按照原来、波长、振幅、振动方向等)不变,并按照原来的方向继续前进,好象没有遇到过其他波一样的方向继续前进,好象没有遇到过其他波一样.2 在相遇区域内任一点的振动,为各列波单独存在在相遇区域内任一点的振动,为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和时在该点所引起的振动位移的矢量和.二、波的干涉二、波的干涉波叠加中最简单、重要的特例波叠加中最简单、重要的特例1、相干条件、相干条件振动方向相同振动方向相同频率相同频率相同相位差恒定相位差恒定(波源初相差稳定,介质稳定)波源初相差稳定,介质稳定)2、干涉现象、干涉现象设相干波源设相干波源:o1)
3、cos(111tA:2o)cos(222tAo2r2r1po1在在P点引起的振动点引起的振动式中式中)(2cos21212212221rrAAAAA)2cos()2cos()2sin()2sin(arctg222111222111rArArArAP点的合振动点的合振动tAppcos21o2r2r1po111112cosrtAp22122cosrtAp令令)(21212rr 得得cos2212221AAAAA,2AI 由P点合振动强度点合振动强度:cos22121IIIII干涉项干涉项由由12恒定恒定取决于两波传至相遇点的波程差:取决于两波传至相遇点的波程差:12rr 对空间确定点对空间确定点有
4、确定值有确定值,I对空间不同点对空间不同点彼此不等彼此不同,I能量在空间稳定的非均匀分布能量在空间稳定的非均匀分布 干涉现象干涉现象合振动最强(干涉相长)合振动最强(干涉相长)合振动最弱(干涉相消)合振动最弱(干涉相消)的位置的位置?讨论:o2r2r1po1相同的点,振动强度相同,相同的点,振动强度相同,其集合为其集合为双曲面双曲面12rr 212AAAk21212IIIII相长相长特例特例:(1 1)22121rrk2)12(k相长相长相消相消,2,1,0k(2 2)2121IIAA相长处:相长处:1142IIAA相消处:相消处:00IA相相间间排排列列|)12(21AAAk21212III
5、II相消相消,2,1,0k3.干涉相长和相消的条件干涉相长和相消的条件212频率相同、频率相同、振动方向平行、振动方向平行、相位相同或相位相位相同或相位差恒定的两列波差恒定的两列波相遇时,使某些相遇时,使某些地方振动始终加地方振动始终加强,而使另一些强,而使另一些地方振动始终减地方振动始终减弱的现象,称为弱的现象,称为波的干涉现象波的干涉现象.1、是非题、是非题(1)两列不满足相干条件的波不能叠加两列不满足相干条件的波不能叠加(3)两振幅相等的相干波在空间某点相遇时,两振幅相等的相干波在空间某点相遇时,某时刻该点合振动位移既不是两波振幅之某时刻该点合振动位移既不是两波振幅之和和,又不是零,则该
6、点既不是振动最强点,又不是零,则该点既不是振动最强点,又不是振动最弱点又不是振动最弱点.两列波相遇区域中两列波相遇区域中P点,某时刻位移值恰好点,某时刻位移值恰好等于两波振幅之和。这两列波为相干波等于两波振幅之和。这两列波为相干波.(2)(4)在波的干涉现象中,波动相长各点或波动在波的干涉现象中,波动相长各点或波动相消各点的集合的形状为双曲面族相消各点的集合的形状为双曲面族练练习习解:解:点外侧)对PS114222121020rr干涉相消,合成波干涉相消,合成波0,0IA即即 S1 外侧不动外侧不动2.教材教材P.509 15.3已知:已知:2,4201002121IIISS,为相干波源,相距
7、、求求:外侧合成波强度外侧,连线上,、2121SSSSS1S2uupp P.88(13-16)干涉相长、合成波干涉相长、合成波 014,2IIAA 外侧各点振动最强。即2S思考思考:之间如何?21,SS两相干波,振幅相同,沿同一直线向相反方向传播两相干波,振幅相同,沿同一直线向相反方向传播点外侧)对PS2204222121020rrS1S2uupp 三、驻波三、驻波1、驻波的形成、驻波的形成条件条件:相干波相干波,振幅相等振幅相等,在同一直线上反向传播。在同一直线上反向传播。uu适当选择计时起点和原点,使原点处适当选择计时起点和原点,使原点处021右行波:右行波:xtA2cos11左行波:左行
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