2019 2-7-水波的干涉與繞射
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中華民國 高中物理教材 108課綱-高三選修物理-CH2-波動 參考資料 陈玉芳，物理學史簡明教程 郭奕玲，沈慧君，物理學演義 維基百科 高三選修物理課本，99課綱 DeltaMOOCx
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2019 2-7-水波的干涉與繞射
- 4. 4 腹點 形成緣由 S1 S2 P點與兩點波源S1與S2的 距離差 ，稱為波程差 P 𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2 S1 S2 P 水波會合點：都是波峰(波谷) 完全建設性干涉➔腹點 P點 相差 𝐦𝝀 完全建設性干涉 高三選修物理-CH2-波動
- 5. 5 節點的形成源由 S1 S2 P點與兩點波源S1與S2的 距離差 ，稱為波程差 P 𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2 P 相差 (𝐦 − 𝟏 𝟐 )𝝀 完全破壞性干涉 S1 S2 P點 水波會合點：波峰與波谷 完全破壞性干涉➔節點 高三選修物理-CH2-波動
- 6. 6 節點的形成源由 S1 S2 P點與兩點波源S1與S2的 距離差 ，稱為波程差 P 𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2 腹點 相差 (𝐦 − 𝟏 𝟐 )𝝀 完全破壞性干涉 |𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2| = m ⋅ 𝜆 節點𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2 = (m − 1 2 )𝜆 相差 𝐦𝝀 完全建設性干涉 腹線 節線 高三選修物理-CH2-波動
- 7. 7 雙曲線 |𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2| = m ⋅ 𝜆 𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2 = (𝑚 − 1 2 )𝜆 高三選修物理-CH2-波動 腹線 節線 雙曲線
- 8. 8 腹線與節線 中央腹線 第一腹線 第二腹線 第三腹線 第一節線 第二節線 第三節線 |𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2| = m ⋅ 𝜆𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2 = (𝑚 − 1 2 )𝜆 m＝0⇒無波程差 m＝1⇒波程差1𝜆 高三選修物理-CH2-波動 S1 S2
- 9. 9 腹線與節線 中央腹線 第一腹線 第二腹線 第三腹線 第一節線 第二節線 第三節線 |𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2| = m ⋅ 𝜆𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2 = (𝑚 − 1 2 )𝜆 高三選修物理-CH2-波動 S1 S2 兩波源連線：水波反向， 頻率、振幅相同➔ 駐波
- 10. 高三選修物理-CH2-波動 10 水波的干涉：判斷 節線數量 的數學論證 ○ 節線➔完全相消干涉 ○ 節線以兩波源為焦點的 雙曲線 𝑃𝑆1 − 𝑃𝑆2 ≐ 𝑑 ⋅ sin 𝜃 𝑑 ⋅ sin 𝜃 𝑛 = (𝑛 − 1 2 )𝜆 sin 𝜃 𝑛 ≤ 1 𝑛 ≤ 𝑑 𝜆 + 1 2 (𝑛 − 1 2 )𝜆 ≤ 𝑑 單側節線數
- 11. 高三選修物理-CH2-波動 11 水波的干涉：判斷 節線數量 的數學論證 𝑛 ≤ 𝑑 𝜆 + 1 2
- 12. ○ 波行進時，遇到障礙物的阻 擋或穿越有開口的障礙物， 其行進方向的角度會擴展繞 到障礙物後方，此現象稱為 波的 繞射 。 波之繞射 (diffraction) 高三選修物理-CH2-波動 12
- 14. 波之繞射 (diffraction) ○ 同樣波長𝜆，開口間距d 較小，繞射較明顯 高三選修物理-CH2-波動 14
- 15. 波之繞射 (diffraction) ○ 同樣開口d，波長𝜆 較長，繞射較明顯 15 高三選修物理-CH2-波動
- 16. 波之繞射 (diffraction) ○ 同樣障礙物寬度d，波長𝜆 較長，繞射較明顯。 16 高三選修物理-CH2-波動
- 17. 高三選修物理-CH2-波動 17 波之繞射 (diffraction) ○ 繞射現象是否被看見： ○ 由細縫的寬度(或小孔的大小)d 與波長λ的比決定。 ○ d>>λ幾乎沒有繞射現象 ○ d 接近 λ，有可看見的 繞射現 象 ○ d < λ 一定有繞射現象