波的衍射和幹涉(動態圖)

2021-02-15 識物明理之bj8z2020

波的疊加

  兩列波相遇時，位移、速度遵循什麼規律？波疊加的原理是什麼？

（1）每列波能保持各自的傳播規律而不互相干擾

（2）重疊的區域裡的質點同時參與兩個振動，其振動速度、位移等於這兩列波分別引起的矢量和。

波的衍射

    減小開孔，觀察孔後出現波紋的區域，說明了衍射的什麼規律？

波的衍射

（1）一切波都能衍射（但有的不明顯）。

（2）障礙物或孔越小，衍射越明顯。

波的幹涉

  如何描述波的幹涉圖樣？幹涉的條件是什麼？

波的幹涉

（1）只有頻率相同、相差恆定的兩列波疊加，才會產生穩定的幹涉圖樣。

   如果衍射實驗中開兩個小孔，那麼對於後面的區域，這兩個小孔就相當於兩個振源。而且因為取自同一波源，所以頻率相同，孔後區域將會出現幹涉圖樣。

（2）幹涉圖樣：有些區域振動始終減弱（幾乎沒有波紋）；有些區域振動始終加強（波紋特別明亮）。

（3）加強點，能量大，在大振幅振動！！！


駐波

  頻率和振幅都相同、振動方向一致、相向傳輸的兩列波發生幹涉，結果什麼樣你知道嗎？請看下圖：

    圖中的紅線是疊加後的波形，有沒有感覺疊加後的波「駐足不動」的感覺？這種特殊的幹涉現象，叫駐波。

     撥動弦樂器的弦，波經過弦兩端的固定端反射後疊加，可幹涉產生一維駐波。如下圖：


克拉尼圖案

    所有樂器，都是由於產生駐波而發聲。對於打擊樂，在鑼鼓的鼓面會形成的二維駐波。

   把細沙撒在薄板上，就是一個簡單的「聲音顯示器」，當薄板隨聲音振動時，震蕩波的頻率會改變顆粒的排列、顯示的出不同的形狀。


    改變聲源頻率，圖樣隨之變化。

   

相關焦點

  • 重溫經典:簡讀光幹涉、衍射原理
    好，那麼今天我們就不用一個公式來重新解讀光的幹涉和衍射。     光，也叫電磁波，他的表現形式我們通常用正弦曲線來表示，如下圖：圖1 電磁波曲線光有很多物理參數，其中有一個如從A點到B點的長度我們叫做波長，波長與頻率相關，即與光的顏色有關。而光波從A點走到B點，等於走了一個波長的長度，相位剛好也改變了2π，這是最基本的知識應該不用再多做介紹。
  • 薛丁格方程與粒子的衍射、幹涉現象漫談
    衍射條件：縫寬d≈λ薛丁格方程與機械波方程描述對象不同的是：一個描述的是具有粒子性的波動，一個描述的是純機械波波動，而且現代物理學認為，一個自由粒子運動就像機械橫波一樣波動前行，如下圖：從薛丁格波函數方程可得出一維空間一個自由粒子運動的薛丁格方程是
  • 王尚:光的幹涉與衍射的區別
    原標題：王尚：光的幹涉與衍射的區別 王尚：光的幹涉與衍射的區別 光的幹涉與衍射都可以得到明暗相間的色紋，都有力地證明了光的波動性。 光的幹涉現象，需要相干光，即兩列振動情況總是相同的光源，在同一介質中相遇幹涉（思考一下機械波的疊加原理）。 例如，從楔形肥皂膜上觀察到的黃光的明暗相間條紋，或從水面油膜上觀察到的彩色條紋，就屬這類情況，從薄膜的前後表面反射出來的光，就是相干光，在後面的傳播中發生幹涉。
  • 【經典推薦】光學原理---光的傳播、幹涉和衍射的電磁理論
    3．1 平面波 121．3．2 球面波 131．3．3 諧波和相速 141．3．4 波包和群速 161．4 矢量波 201．4．1 一般的電磁平面波 201．4．2 諧電磁平面波 211．4．3 任意形式的諧矢量波 281．5 平面波的反射和折射 321．5．1 反射定律和折射定律 321．5．2 菲涅耳公式 341．5
  • 波的幹涉
    波的幹涉在一根拉緊的弦線上，觀察兩列凸起的脈衝相向運動
  • 大學物理——光的幹涉和衍射(一)
    今日一言：放棄夢想，準備戰鬥大學物理——光的幹涉和衍射(1)第九章光的衍射學習任務其實已經過時間了，而我還在第八章這裡鹹魚。
  • 工程師園地|衍射光柵型光譜儀PK幹涉型光譜儀,誰更牛?
    幹涉型光譜儀為什麼橫河要堅持基於衍射光柵來設計光譜儀呢？因為相對於幹涉型的光譜測量設備，它可以為我們的測量提供更高的精度、解析度與動態範圍。對於脈衝信號的測量難題，衍射光柵型光譜儀是不二選擇，其他類型的光譜儀在這方面無法比擬。AQ6375B和AQ6376是研究人員和工程師進行各種特殊測量的利器，具備高精度、高解析度、高動態範圍和高靈敏度的優秀指標。
  • 波的幹涉分析
    這種現象叫做波的幹涉。波的幹涉所形成的圖樣叫做幹涉圖樣。一、波的獨立傳播原理---各波源所激發的波可以在同一介質中獨立地傳播，波的幹涉它們相遇後再分開，其傳播情況（頻率、波長、傳播方向、周期等）與未遇時相同，互不幹擾，就好像沒有和其它波相遇一樣；二、位移矢量疊加原理---在它們重疊的區域裡，介質的質點同時參與這幾列波引起的振動，質點的位移等於這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和。
  • 揭開幹涉衍射形成明暗相間條紋的根本原因
    二十世紀物理學家提出光具有&34;的物質波理論，在一定程度上緩解了波動說和微粒說的爭論，並在此基礎上建立了量子力學。結合大量的實驗事實在綜合分析微粒說和波動說利弊的基礎上，我們認為只有承認光的微粒說才是解決爭端最直接最有效最實際的辦法，才能打破當今物理學發展瓶頸並推動當今物理學再前進一步進入後量子力學時代。那麼，光的微粒說遇到了什麼困難、為什麼會退出歷史舞臺呢？
  • 簡單理解光的幹涉和光的衍射
    光的幹涉或光的衍射的問題經常出現在光通訊行業的工作中，專業不是光學的同學們可能會對這兩兄弟比較困惑和好奇。
  • Y2T144 菲涅耳衍射與夫琅禾費衍射的區別
    幹涉、衍射都可以形成條紋幹涉：是波的疊加，峰峰相加明條紋，峰谷相消暗條紋。衍射：是波遇到障礙物後的偏移，一部分光原方向走，另一部分光繞開障礙物產生新的方向幹涉與衍射，都證明光的波動性典型的單縫衍射，平面波入射，通過狹縫兒，出來是個柱型波
  • 物理知識:波動光學-衍射-1.單縫衍射
    預習要點：波繞過障礙物繼續向前傳播的現象為衍射。衍射是波的基本特徵之一。常見有聲波（機械波）的衍射，光波的衍射等。光的衍射是光波繞過障礙物繼續向前偏離直線傳播的現象。明確光波衍射的定義，注意通過學習找到與光幹涉的區別和聯繫。
  • 當年是如何根據衍射圖譜認識DNA結構的
    光是一種電磁波，一定波長的光通過某種光柵也可以發生衍射現象。反過來，根據某個衍射圖像也可以確定相應光柵的結構。在晶體中，原子的排列是有規則的，它們可以充當天然的衍射光柵。然而，原子之間的間隙大概為10-10m，遠小於可見光的波長，因此不能用可見光的衍射來研究分子的結構。波長為0.01-10 nm的X射線卻非常適合。
  • 首次演示反物質波幹涉測量法
    物質波構成量子力學的關鍵特徵，其中粒子除了粒子特徵外還具有波動特性。1924年，法國物理學家路易斯·德布羅伊（Louis de Broglie）提出了這種波粒二象性。物質的波動特性的存在已經在許多電子和中子實驗以及更複雜的物質（大分子）中得到了成功的證明。
  • 波的幹涉現象
    如圖，兩列波在介質中某處相遇，它們都將引起該處質點的振動，也就是該處質點將同時參與兩列波的振動。這個問題的性質與蠟塊同時參與兩個運動是一樣的，我們也可以通過對兩個振動的位移、速度、加速度的矢量合成獲得合運動的位移、速度、加速度。
  • 驅散量子迷霧，電子雙縫衍射實驗，看「民科」的正確解讀
    絕不要把粒子和粒子產生的「場」或「波」混為一談（比如，德布羅意就把物質和所謂的「物質波」混為一談）。粒子是其「場」之源，是其「場」之「因」，而其「場」是「果」，沒有「粒子」，「場」便不復存在，所以二者之間是從屬關係，符合「因果律」。「場」從屬於「粒子」，而絕不是「波粒二象性」，即「又是粒子又是波」的並列關係！
  • 寶石鑑定知識之七-光的衍射
    在我們學習了火彩、顏色、光澤、幹涉等概念後，我們再來學習光的衍射這一光學特徵在寶石中起到的作用。光的衍射：光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔時，光將偏離直線傳播的路徑而繞到障礙物後面傳播的現象，叫光的衍射。
  • 能否徹底解開『雙縫幹涉』的百年迷題？
    我在解讀直邊衍射和單縫衍射時一直在運用一個理念：幹涉發生的根本原因是『波在運行到障礙物時，因波的擴散會與障礙物的側邊發生碰撞並生成反射波』，所以直邊衍射和單縫衍射中生成的衍射條紋，都是光波的直行穿越段與反射段生成的『反射波』相互幹涉的結果』。同樣的道理，在這個實驗中，當這列電子波在穿越兩個狹縫時，也會和狹縫的側邊發生碰撞並生成『反射波』。
  • 光的幹涉條紋形成原因最新解釋
    為了解釋光的幹涉衍射現象，人們提出了物質波理論，並且只要看到光形成明暗相間條紋就認為光表現出波的特性。隨著電子雙縫實驗的出現凸顯了波動理論不合理之處，延遲選擇實驗更是直接敲響了波動理論的喪鐘，儘管很多人並不死心，千方百計整出多種解釋為波動說續命，但所有的努力除了讓我們更加清醒地認識到波動理論是死路一條以外並沒有其他作用。不禁讓人產生這樣的感慨：青山遮不住,畢竟東流去。
  • 光的幹涉
    另外一種以惠更斯為代表，認為光是一種波，稱為波動說。但是無論是微粒說還是波動說，都沒有實驗依據。靠著牛頓的威望，這一段時間微粒說佔上風。直到19世紀通過光的幹涉，光的衍射實驗證實了光的波動性，這樣波動說就又佔到了上風。19世紀的末期，光電效應被科學家發現。愛因斯坦據此提出了光子說，解釋了光電效應的實驗，又證實了光具有粒子性。