2013年4月自考《物理(工)》串讲第九章(3)

更新时间：2013-04-06 12:58:54 来源：|0

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摘要 2013年4月自考《物理(工)》串讲第九章(3)

　　第九章机械波

　　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。

　　对于两个波同时到达某一点的情况，也是比较同时到达该点的这一振动与那一振动的相位差(Δφ)，如果两波源的相位差(初始值)为φ2φ1，再加上两波源到达该点时具有的路程差δ可推算出相应的相位差2πδ/λ，就等于两个振源发出的波同时到达某一点的相位差，这就是上面公式中的相位差表达式，它综合了上面几种情况，明确两波的相位差对讨论波的干涉是十分重要的。

　　根据这些公式应能计算干涉加强和减弱处满足的条件(如速度、位置等)

　　驻波是由两列振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向传播所形成的波。它是干涉波的一种特殊情形。主要应对驻波的特征进行明确：

　　1、驻波的波形是驻立的，不向任何方向移动。

　　2、驻波的各个分段独立地振动，没有什么“跑动”的波形，在各段之间没有能量传波。(但段内是有能量流动的)。

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