2019一级结构工程师基础物理考点：波的叠加原理、波的干涉、驻波

2019一级结构工程师基础物理考点：波的叠加原理、波的干涉、驻波

1、波的叠加原理

当几列波在介质中某点处相遇时，该处质点的振动是各列波单独存在时的振动的合成。

通常在波的强度不很大的情况下，波的叠加原理一般都适用。

2、波的干涉

两列振动方向相同，频率相同，位相差恒定的波，在同一介质中传播，在相遇时会出现介质中有些质点的振动始终加强，有些质点的振动始终减弱的现象，这种现象称为波的干涉。能产生干涉现象的波称为相干波，它们的波源称为相干波源。

3.驻波

两列振幅相同的相干波,在同一直线上沿相反方向传播叠加而成的波称为驻波。它是干涉现象的一种特例。

(1)驻波的特征

驻波的特征是没有振动状态(即位相)的传播;波线上各点在振动时,波形驻定不动,因而没有能量的传播。其中那些振幅为零,即始终静止不动的点称为波节,那些振幅最大的点称为波腹,其余各点以不同的振幅在各自的平衡位置附近振动。相邻两波节之间各质点的振动是同位相的;而一个波节两侧的各质点的振动是反位相的。相邻两波节(或波腹)间的距离等于半波长。利用此特点可以测定波长。

(2)半波损失

当波由介质1 (密度为ρ1,波速为ul)垂直入射到介质2 (密度为ρ2,波速为u2) , 并在分界面上反射时,若ρ1ul«ρ2u2,可以认为:波从波疏介质射向波密介质并在界面上 反射时,反射点为波节,表明反射波和入射波的位相差为π,这相当于半波长的波程差, 故形象地称为半波损失;若ρ1ul»ρ2u2,可以认为:波从波密介质射向波疏介质而在界面 上反射,反射点为波腹,这时不存在半波损失。今后,我们对波在两种介质分界面上反射 的情况,如无特殊说明,均按上述结论处理。

(3)固定端反射和自由端反射

当入射波入射至介质1和介质2交界面上的某一固定点，波在此固定点产生全反射并形成驻波的波节，说明入射波与反射波在该点处相位差为π。反射波在该固定端有半波损失。而当入射波入射至介质1和介质2界面上某点时，该点不受任何外力产生全反射，并进而形成波腹，说明入射波与反射波位相相同，称为自由端反射。