14 第十六章 波.ppt

第1页：惠更斯原理论述

一.惠更斯原理论述

媒质中波动传到的各点都可以看作是新的次波源，这些新波源发射的波称为子波，其后任一时刻这些子波的包络面就是该时刻的新波阵面§16-5惠更斯原理

第2页：球面波平面波

球面波平面波

第3页：波的衍射、反射和折射

二.波的衍射、反射和折射1.衍射衍射：波传播过程中遇到障碍物而发生偏离原方向传播的现象

第4页：

第5页：反射而反射定律

2.反射而反射定律：入射角等于反射角；入射线、反射线及分界面法线共面

第6页：折射入射线、折射线及分界面法线共面

3.折射入射线、折射线及分界面法线共面折射定律设n21：2介质对1介质的相对折射率

第7页：波的传播规律独立

一.波的传播规律独立性

几列波在媒质中相遇时,各个波将保持本身特性(频率、波长、振动方向等)沿原方向继续传播，与未相遇一样叠加原理：在几列波相遇区域，任一质点的振动为各个波单独在该点引起的振动的合成§16-6波的干涉

第8页：波的干涉干涉现象

二.波的干涉干涉现象

波在媒质中叠加时，出现某些地方振动始终加强，某些地方振动始终减弱或完全抵消的现象相干波的条件：频率相同，振动方向相同，相位相同或相位差恒定

第9页：设两相干波源的振动表达式

设两相干波源的振动表达式为：传输到P点时振动方程为P点的合振动为

第10页：其中讨论

其中讨论

空间某点即空间每点有恒定的合振幅A——恒定

第11页：空间各点的强度

空间各点的不同，因此各点有不同的合振幅A由波的强度所以叠加波的强度为——空间各点的强度与有关，即随位置而变化，但是稳定的

第12页：强度最强

当有当有——强度最强——强度最弱

第13页：半波长偶数倍

如果，波程差——半波长偶数倍有——半波长奇数倍有

第14页：例5 两列相干平面简谐波沿x轴传播.

[例5]两列相干平面简谐波沿x轴传播.波源S1和S2相距d=30m,S1为坐标原点,已知x1=9m和x2=12m处的两点是相邻的两个因干涉而静止的点.求两波的波长和两波源的最小位相差

第15页：解：设S1、S2的初相位

解：设S1、S2的初相位为1、2因x1和x2处为相邻干涉静止点，有同理

第16页：相减得k=-2时，位相差最小

相减得k=-2时，位相差最小

第17页：§16-7 驻波

一.驻波的产生和特点驻波：两列振幅相同的相干波沿相反方向传播时叠加而成的波§16-7驻波

第18页：波节振幅最大

始终静止——波节振幅最大——波腹

第19页：2A之间，两相邻波节或波腹之间

特点

某些点始终静止(波节)，某些点的振幅最大(波腹)，其它各点的振幅在0——2A之间，两相邻波节或波腹之间的距离为/2每一时刻合成波波形一定，且不左右移动——驻波驻波没有振动和能量的传播——不是波，只是一种特殊的振动形式

第20页：同相；相邻两段的振动方向相反

同相；相邻两段的振动方向相反

• 分段振动
• 相邻两波节之间各点振动同步——同相
• 相邻两段的振动方向相反——反相二.驻波的表达式设相向而行的两列相干波为

第21页：合成波讨论

合成波讨论

坐标为x处的质元作振幅为的谐振动驻波表达式中不含因子，即它不是波动，只是振动

第22页：波腹的位置

波腹的位置

满足相邻波腹的间距为

第23页：波节的位置

波节的位置

满足同样可得相邻波节的间距也为

第24页：无能量的定向传播

两相邻波节间各点振动相位相同，相邻两分段上各点振动相位相反驻波能量在波腹和波节之间交替转移——无能量的定向传播

第25页：反射波的周相和半波损失波疏媒质

三.反射波的周相和半波损失波疏媒质：较小的媒质波密媒质：较大的媒质波疏波密媒质:反射点出现波节

第26页：半波损失波密波疏媒质

即在反射点反射波的相位有突变——半波损失波密波疏媒质:反射点出现波腹即在反射点入射波和反射波同相

第27页：例6 如图,已知入射波的方程为试

入射波反射波解

入射波传播到x0点产生的振动为[例6]如图,已知入射波的方程为试求反射波的波动方程

第28页：设反射波方程

设反射波方程为因x0处入、反射波的相位差为可得

第29页：另解

另解

x0处反射时相位产生突变所以反射波在x0处的振动方程为反射波传播l距离至x处，滞后l/u时间入射波反射波