大学理工:惠更斯原理、波的反射与折射
惠更斯原理的内容是:介质中波到达的各点都可以看作是发射子波的波源,在以后任一时刻,这些子波的包迹就是新的波阵面。(惠更斯原理解释反射与折射)
五、波的叠加原理、波的干涉、驻波(识记)
当不同波源产生的波在同一介质中传播时,各波在相遇后保持原有的特性(频率、波长、振动方向)不变,这就是波传播的独立性。在各波的重叠区内,任一时刻,质点的振动位移是各个波单独存在时在该点引起的振动位移的矢量和,这就是波的叠加原理。
波的干涉不是简单的两个或多个波的叠加,它的产生有几个条件:
频率相同、振动方向相同,波源初相位差恒定或初相位差为零。这几个条件缺一不可。
波在干涉时,若两振动在交汇点P的相位差为π的偶数倍时,合振幅为最大,若相位差为π的奇数倍时,合振幅为最小。
相位差的计算公式为:
Δφ=(φ2φ1)2π(r2r1)/λ
当Δφ=(φ2φ1)为0时,波程差(r2r1)等于0或半波长的偶数倍(也就是波长的整数倍)各点合振动的振幅量大(相长干涉);在波程差等于半波长的奇数倍的各点合振动的振幅最小(相消干涉)。
这里要特别注意,波的相位差及振动相位差的关系:
对于单个振动质点来说,它的相位差只能是两个不同时刻的相位差值。
对于一个波来说,除了指某质点在某两个时刻的相位之差外还有同一时刻两个不同位置处质点的相位之差,如两点沿波线相距一个波长λ,则相位差为2π;相距δ则相位差为Δφ=2πδ/λ;对于质点同时受几个单独振动来说,其相位差是指同一时刻这一振动与另一振动相比存在的相位差。
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