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