波的干涉课件1

波的干涉、衍射和偏振結構框圖波的疊加原理惠更斯-菲涅耳原理光的干涉光的衍射光的偏振*傅立葉光學簡介光的橫波性1.波傳播的獨立性與疊加原理

波傳播的獨立性：

波的疊加原理:波的強度過大

疊加原理不成立。§15.1波的疊加原理干涉

每列波傳播時，不會因與其它波相遇而改變自己原有的特性(傳播方向、振動方向、頻率、波長等）。

當幾列波在傳播過程中相遇時，相遇區域每一點的振動等於各列波單獨傳播時在該點引起的振動的向量和。條件：波源：線性振動波：線性波介質中各質點均線性振動波相遇：相遇區域合成，然後保持各自特徵繼續傳播。粒子相遇：碰撞，各自運動狀態改變。比較：實質：振動的疊加2.波的干涉最簡單、最重要的波動疊加情況二、波的干涉——波疊加中最簡單、重要的特例2、干涉現象設相干波源o2r2r1po1

兩個振動方向相同、頻率相同、位相差恒定的波源稱相干波源，它們發出的波叫相干波。

相干波疊加後，空間形成穩定的合振動加強、減弱的分佈這種現象稱波的干涉。在P點引起的振動式中P點的合振動o2r2r1po1O1.同頻率合振動仍為該直線上同一頻率的諧振動一在同一條直線上、同頻率的簡諧振動的合成令得P點合振動強度：干涉項由恒定取決於兩波傳至相遇點的波程差：對空間確定點對空間不同點能量在空間穩定的非均勻分佈—干涉現象合振動最強（干涉相長）合振動最弱（干涉相消）的位置？討論：o2r2r1po1相同的點，振動強度相同，其集合為雙曲面特例：（1）3.干涉相長和相消的條件相長相間排列相消相長相消（2）相長處：相消處：相長相間排列相消練習：1、是非題(1)兩列不滿足相干條件的波不能疊加(3)兩振幅相等的相干波在空間某點相遇時，某時刻該點合振動位移既不是兩波振幅之和,又不是零，則該點既不是振動最強點，又不是振動最弱點.兩列波相遇區域中P點，某時刻位移值恰好等於兩波振幅之和。這兩列波為相干波.(2)(4)在波的干涉現象中，波動相長各點或波動相消各點的集合的形狀為雙曲面族

解：干涉相消，合成波即S1

外側不動2.教材P.50915-3已知：求:S1S2uupp

干涉相長、合成波思考：兩相干波，振幅相同，沿同一直線向相反方向傳播S1S2uupp

三、駐波(standingwave)

1、駐波的形成條件:

相干波,振幅相等,在同一直線上反向傳播。uu

駐波是由振幅相同，傳播方向相反的兩列相干波疊加而成，合成的波形不隨時間變化,它是一種特殊的干涉現象。適當選擇計時起點和原點，使原點處右行波：左行波：合成波：振幅隨x變化諧振因數

a、c、e、g...始終不振動A=0，稱波節

o、b、d、f...振動最強稱波腹其餘點合成波：振幅隨x變化2.

駐波的特徵(2)振幅最強波腹振動相消

A=0位置：波節

駐波的特點：沒有振動狀態或相位的傳播，而是介質中各質點作穩定的振動或段與段之間的相位突變，與行波完全不同。(1)波線上各點振幅不等，不是後一質點重複前一質點的振動。

駐波的能量：在駐波中，波腹附近的動能與波節附近的勢能之間不斷進行著互相轉換和轉移，卻沒有能量的定向傳播。

由得波節位置：求波腹和波節的位置得波腹位置：解：例：合成波：(3)相鄰波節之間各點同相同一波節兩側的點反相穩定的分段振動(4)能流密度(5)駐波系統的固有頻率：

所有可能的振動方式：簡正模式基頻諧頻總之：外形象波：具有空間、時間週期性；波形、能量不向前傳播、無滯後效應“駐”波3、半波損失(half-waveloss)自由端反射波密

波疏介面反射特徵阻抗：波在兩種不同介質介面上的反射全波反射半波反射反射波與入射波在反射點同相波腹反射波與入射波在反射點反相固定端反射波疏波密介面反射波節半波損失4、駐波應用舉例：弦樂發聲：一維駐波；鼓面：二維駐波；微波振盪器，雷射器諧振腔量子力學：一維無限深勢阱波函數為駐波…...2.教材P.50915-8

t=0時原點處已知：平面簡諧行波A、、u

沿+x

傳播求：入射波函數；2)

反射波函數；3)x軸上干涉靜止點（駐波波節）位置。密疏OPx解：1)

t=0