惠更斯原理波的衍射和干涉.ppt

理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉 波波 的的 衍衍 射射 水水波波的的衍衍射射 波在传播过程中遇到障碍物，能绕过障碍物的边缘，在波在传播过程中遇到障碍物，能绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播障碍物的阴影区内继续传播.一、波的衍射一、波的衍射10-4 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉球球 面面 波波平平 面面 波波 介质中波动传播到的介质中波动传播到的每一每一点点都可以看作是发都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前的包络就是新的波前.二、二、惠更斯原理惠更斯原理O 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉三、波的干涉三、波的干涉1 波的叠加原理波的叠加原理 波传播的独立性：波传播的独立性：两列波在某区域相遇后再分开，两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时相同，互不干扰传播情况与未相遇时相同，互不干扰.波的叠加性：波的叠加性：在相遇区，任一质点的振动为二波在相遇区，任一质点的振动为二波单独在该点引起的振动的合成单独在该点引起的振动的合成.理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉 频率相同、振动频率相同、振动方向平行、相位相同方向平行、相位相同（或相位差恒定）的（或相位差恒定）的两列波相遇时，使某两列波相遇时，使某些地方振动始终加强，些地方振动始终加强，而使另一些地方振动而使另一些地方振动始终减弱的现象，称始终减弱的现象，称为为波的干涉现象波的干涉现象.2 波的干涉波的干涉 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉光的等倾干涉条纹照片光的等倾干涉条纹照片 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉 波频率相同，振动方向相同，位相差恒定波频率相同，振动方向相同，位相差恒定 例例 水波干涉水波干涉 光波干涉光波干涉 某些点振动始终加强，另一些点振动始终某些点振动始终加强，另一些点振动始终减弱或完全抵消减弱或完全抵消.(2)干涉现象干涉现象满足干涉条件的波称满足干涉条件的波称相干波相干波.(1)干涉条件干涉条件 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉波源振动波源振动点点P 的两个分振动的两个分振动(3)(3)干涉现象的定量讨论干涉现象的定量讨论*理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉定值定值*理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉合振幅最大合振幅最大当当合振幅最小合振幅最小当当位相差位相差 决定了合振幅的大小决定了合振幅的大小.干涉的位相差条件干涉的位相差条件讨讨 论论相干加强相干加强相干减弱相干减弱 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉位相差位相差加强加强减弱减弱称为称为波程差波程差（波走过的路程之差）（波走过的路程之差）则则如果如果 即相干波源即相干波源S1、S2同位相同位相 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉 将合振幅加强、减弱的条件转化为干涉将合振幅加强、减弱的条件转化为干涉的波程差条件，则有的波程差条件，则有当当时（半波长偶数倍）时（半波长偶数倍）合振幅最大合振幅最大当当时（半波长奇数倍）时（半波长奇数倍）合振幅最小合振幅最小 干涉的波程差条件干涉的波程差条件相干加强相干加强相干减弱相干减弱 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉例例 如图所示，如图所示，A、B 两点两点为同一介质中两相干波源为同一介质中两相干波源.其振幅皆为其振幅皆为5 cm，频率皆，频率皆为为100 Hz，但当点，但当点 A 为波为波峰时，点峰时，点B 恰为波谷恰为波谷.设波设波速为速为 ，试写出由，试写出由A、B发出的两列波传到点发出的两列波传到点P 时时干涉的结果干涉的结果.15 m20 mABP 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射和干涉波的衍射和干涉设设 A 的相位较的相位较 B 超超前前点点P 合振幅合振幅解解15 m20 mABP