2013年4月自考《物理(工)》串講第九章(3)

更新時間：2013-04-06 12:58:54 來源：|0

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摘要 2013年4月自考《物理(工)》串講第九章(3)

　　第九章機械波

　　五、波的疊加原理、波的干涉、駐波(識記)

　　當不同波源產(chǎn)生的波在同一介質(zhì)中傳播時，各波在相遇后保持原有的特性(頻率、波長、振動方向)不變，這就是波傳播的獨立性。在各波的重疊區(qū)內(nèi)，任一時刻，質(zhì)點的振動位移是各個波單獨存在時在該點引起的振動位移的矢量和，這就是波的疊加原理。

　　波的干涉不是簡單的兩個或多個波的疊加，它的產(chǎn)生有幾個條件：

　　頻率相同、振動方向相同，波源初相位差恒定或初相位差為零。這幾個條件缺一不可。

　　波在干涉時，若兩振動在交匯點P的相位差為π的偶數(shù)倍時，合振幅為最大，若相位差為π的奇數(shù)倍時，合振幅為最小。

　　相位差的計算公式為：

　　Δφ=(φ2φ1)2π(r2r1)/λ

　　當Δφ=(φ2φ1)為0時，波程差(r2r1)等于0或半波長的偶數(shù)倍(也就是波長的整數(shù)倍)各點合振動的振幅量大(相長干涉);在波程差等于半波長的奇數(shù)倍的各點合振動的振幅最小(相消干涉)。

　　這里要特別注意，波的相位差及振動相位差的關系：

　　對于單個振動質(zhì)點來說，它的相位差只能是兩個不同時刻的相位差值。

　　對于一個波來說，除了指某質(zhì)點在某兩個時刻的相位之差外還有同一時刻兩個不同位置處質(zhì)點的相位之差，如兩點沿波線相距一個波長λ，則相位差為2π;相距δ則相位差為Δφ=2πδ/λ;對于質(zhì)點同時受幾個單獨振動來說，其相位差是指同一時刻這一振動與另一振動相比存在的相位差。

　　對于兩個波同時到達某一點的情況，也是比較同時到達該點的這一振動與那一振動的相位差(Δφ)，如果兩波源的相位差(初始值)為φ2φ1，再加上兩波源到達該點時具有的路程差δ可推算出相應的相位差2πδ/λ，就等于兩個振源發(fā)出的波同時到達某一點的相位差，這就是上面公式中的相位差表達式，它綜合了上面幾種情況，明確兩波的相位差對討論波的干涉是十分重要的。

　　根據(jù)這些公式應能計算干涉加強和減弱處滿足的條件(如速度、位置等)

　　駐波是由兩列振幅相同的相干波在同一直線上沿相反方向傳播所形成的波。它是干涉波的一種特殊情形。主要應對駐波的特征進行明確：

　　1、駐波的波形是駐立的，不向任何方向移動。

　　2、駐波的各個分段獨立地振動，沒有什么“跑動”的波形，在各段之間沒有能量傳波。(但段內(nèi)是有能量流動的)。

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