惠更斯原理波的干涉

1、多练岀技巧巧思岀硕果第二次课：2学时1题目：§9.4惠更斯原理波的干涉§9.5 驻波2目的：1 了解惠更斯原理。2理解波的叠加原理和波的干涉。理解波的相干条件，掌握干涉加强与减弱的条 件。了解驻波现象及其应用。一、引入课题：二、讲授新课：§9.4惠更斯原理波的干涉一、惠更斯原理（Huygens ' principle）波在传播过程中，由于某些原因，其传播方向、频率和振幅有可能改变。和各向同性、均匀、无限媒质中一维简谐波的情况不尽相同。惠更斯原理（惠更斯作图法）给出的方法是一种处理波传播方向的普遍方法。1惠更斯原理媒质中波传到的各点，都可看作开始发射子波（w

2、avelet）（次级波）的子波源，这些子波源可以看作是点波源，在以后的任一时刻的波前就是这些子波面的包络 面。2应用：已知t时刻的波面t + t时刻的波面，从而可得出波的传播方向。例：下图中媒质均匀且各向同性，各子波都是以波速u向外扩展的球面波。介质中波动传播到的各点，都可视为发射子波的波源，在其后任一时刻，这些波的包络就是新的波前。这一规律称为惠更斯原理。二、波的叠加原理1波的独立传播原理媒质中有几列波同时在传播时，所发生的波的相遇满足下面规律。媒质中同时有几列波时，每列波都将保持自己原有的特性（传播方向、振动方向、频率等）传播，而不受其它波的影响，和其它波不存在一样。两不同形状的正（向上）

3、脉冲两脉冲一正一负，且位置重合时互 为镜象实例：红绿光束空间交叉相遇（红是红、绿是绿，） 听乐队演奏（仍可辨出不同乐器的音色、旋律） 空中无线电波很多（仍能分别接收各个电台）2 波的叠加原理（superposition principle of wave）（1）当几列波在同一介质中传播时，在其相遇区域内，任一点的振动为各个波单独存在时在该点引起振动的矢量和；(2)相遇后，各列波仍保持原有的特性(频率、波长、振动方向等)不变，按照 原来的方向继续前进，就像没有遇到其它的波一样 。三、波的干涉1干涉现象：两个频率相同、振动方向相同、相位差 恒定或相位相同的波源发出的两列波，在它 们相遇区域内，某些

4、点处的振动始终加强， 而在另一些点处的振动始终减弱，在空间 形成一幅稳定的强度分布图样，这一现象 称为波的干涉。2 波的相干条件(coherent condition)1) 频率相同；2) 振动方向平行；3) 相位相同或相位差恒定。3 波源振动y2A20cos( t2)' y20 二 A2oCOS(2)点P的两个分振动yi = A cos( t 1 - 2 Q)ky2 = A?cos( t 2 一2 n-)两列波在P点引起的分振动的相位差j.二打_笃2右2 T)P点的合振动为y yip y2p =Acost)讨论:i.A wfA2 a 2A1A2 cos-:=2 - I -2 吃 _r

5、1)=： 2kn (k =0,1,2,川)多练岀技巧巧思岀硕果COS: = 1A = A1A2干涉加强2.1:=2 1 _2Mr2 _ri) ».(2k 1)n (k =0,1,2，川)COS、二-1干涉减弱若： 1二-2两个波源发出的波到达P点的路程r1和r2之差称为波程差(1)当波程差二-k入(k=°,1,2川I)A= A + 人当波程差振动加强 (2k 1) - (k =0,1,2,|()2A= A -宀振动减弱例9-3如图所示，设平面横波I沿BP方向传播，它在B点的振动方2程 =0.3 10 cos(2dt)m，平面横波II沿CP方向传播，它在C点的振动方2程，y2 =0.4 10 cos(2n nm，P点与B点相距0.4m,与C点相距0.45m。波速为0.20m s-1。试求 (1)两列波传到P点的相位差;B在P点合振动的振幅。片=0.4mr2 = 0.45mu = 0.20m s-1y, =0.3 10° cos(2dt)my2 =0.4 10cos(2n Rm求：1) S =?2) A =?解：(1)两列波同方向、同频率，其频率波长V =2n二玉忖2nUf=0.20m多练岀技巧巧思岀硕果两列波在P点引起分振动的相位差.=2 _ -1 _2n（