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(wavelet)(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。 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 点P 的两个分振动 两列波在P点引起的分振动的相位差 P点的合振动为 讨论: 1. 2. 若: 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 振动加强 (2)当波程差 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点的振动方程 ,平面横波II沿CP方向传播,它在C点的振动方程, ,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; (2)在P点合振动的振幅。 已知: 求: 1)δ=? 2)A=? 解:(1)两列波同方向、同频率,其频率 波长 两列波在P点引起分振动的相位差 (2)两列波在P点合振动的振幅