波動(dòng)的獨(dú)立性

1-2波動(dòng)的獨(dú)立性、疊加性和相干性兩水波的干涉一個(gè)斷面上的振動(dòng)強(qiáng)弱分布觀察點(diǎn)波的獨(dú)立性一、機(jī)械波的獨(dú)立性和疊加性▲

獨(dú)立性：幾列波在相遇區(qū)域內(nèi)可以保持自己的頻率、

振幅、和振動(dòng)方向并按自己的傳播方向繼續(xù)

前進(jìn)，彼此不受影響。▲疊加性：在波相遇區(qū)域內(nèi)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的合位移是各波分

別單獨(dú)傳播時(shí)在該點(diǎn)所引起的位移的矢量和。數(shù)學(xué)意義：一般情形下，波動(dòng)方程為線性微分方程其解為平面簡(jiǎn)諧波

若、為方程的獨(dú)立解，則其線性疊加

也為方程的解?！芰髅芏龋?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過與波的傳播方向垂直的單位面積的能量。波的疊加▲光強(qiáng)度（光照度）：平均能流密度。設(shè)

的振幅為

，則

應(yīng)理解為相對(duì)光強(qiáng)，與介質(zhì)的

有關(guān)。▲干涉條件：兩列波振動(dòng)方向相同頻率相同位相差恒定疊加后的合振動(dòng)可能有些地方加強(qiáng)、有些地方減弱，這一強(qiáng)度按空間周期性變化的現(xiàn)象稱為干涉?！缮婊樱涸诏B加區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)處的強(qiáng)度如果有一定的非均勻分布，這種分布的整體圖象稱為干涉花樣。二、干涉現(xiàn)象是波動(dòng)的特性

波動(dòng)的特征是能量以振動(dòng)的形式在物質(zhì)中依次轉(zhuǎn)移，物質(zhì)本身并不隨波轉(zhuǎn)移。光的干涉現(xiàn)象，無可置辯地肯定了光的波動(dòng)性。1、光源（lightsource）光源的最基本發(fā)光單元是分子、原子。

=(E2-E1)/hE1E2能級(jí)躍遷輻射波列波列長(zhǎng)

L=c三、相干與非相干疊加：?jiǎn)栴}兩盞燈發(fā)出的光相遇，為什么不會(huì)發(fā)生干涉？▲激光光源：受激輻射

=(E2-E1)/hE1完全一樣（傳播方向、頻率、

相位、振動(dòng)方向）E2▲普通光源：自發(fā)輻射··相互獨(dú)立（同一原子先后發(fā)的光）相互獨(dú)立（不同原子發(fā)的光）2、光的相干性光振動(dòng)矢量2、磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量1、電場(chǎng)強(qiáng)度矢量引起人眼視覺、底片感光——光矢量

若兩束光的光矢量滿足相干條件，則為相干光。相應(yīng)的光源為相干光源。兩普通光源為非相干光源。相干條件：光矢量振動(dòng)方向相同頻率相同位相差恒定問題：怎樣獲得相干光源？3、普通光源獲得相干光的途徑PS*分波面法：分振幅法：·P薄膜S*在P點(diǎn)相干疊加4、相干與非相干疊加：設(shè)：兩列光波的電振動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)方向、頻率相同，位相不同。

設(shè)

為光振動(dòng)周期，為觀察時(shí)間（），求

內(nèi)合振動(dòng)的時(shí)間平均值：

討論：(見P18-19)▲相干疊加

：若在

內(nèi)，常數(shù)：交叉項(xiàng)為干涉項(xiàng)

的偶數(shù)倍

的奇數(shù)倍任意常數(shù)且

最小，干涉相消

最大，干涉相長(zhǎng)▲非相干疊加：若在

內(nèi)

無規(guī)則的改變即

:∵隨機(jī)的?。?1,1）中的任意值∴

為分振動(dòng)的強(qiáng)度之