Saturday, August 30, 2014

wave01 當兩個波峰相遇時,它們同時把質點 P 推向上,使質點升得更高。稍後,波源 S1 及 S2 產生的波谷也會在 P 點相遇,並同時把質點 P 推向下,使質點降得更低。結果,兩個波的效應相互增強,使質點 P 的振幅更大。

http://developer.hanluninfo.com:8088/2005/hkcee/phy/chapter03/index_03_02_14_01.htm


右圖1中的動畫顯示了兩個水波重疊後出現的實驗圖片。請按「干涉圖案」及「波陣面圖」轉換畫面,找出干涉圖案及兩組圓波陣面重疊的圖之間有什麼關聯的地方。
在顯示干涉圖形的水波影像中,會有一些地方永遠保持暗淡,這表示了這部分的水並沒有振動(或有很微弱的振動)。在這些範圍內的水波所發生的現象,稱為相消干涉。這部分暗淡的地方可連成一系列線,稱為節線。右圖1中的曲線N就是節線。
另外會有一些地方出現了光暗分明的間條,這些間條在向外傳播及擴散。這些間條代表了一系列的波峰和波谷,並表示該部分的水在振動,並有很大的振幅。在這些範圍內的水波所發生的現象,稱為相長干涉。這些間條可連成一系列線,稱為腹線。 右圖1中的曲線A就是腹線
 
如我們分別把兩個波源所產生的水波的波陣面繪畫出來(見右圖1),便可見到波陣面的交點處於腹線上(見右圖2)。由此可見,腹線是波陣面相交的地方,即是 S1 的波峰與 S2 的波峰相遇的位置(或 S1 的波谷與 S2 的波谷相遇的位置)。
另一方面,節線大約位於兩條相鄰腹線的中央(見右圖3)。由此可見,節線是 S1 的波峰與 S2 的波谷相遇的位置(或 S1 的波谷與 S2 的波峰相遇的位置)。
 
請先參考右圖1中的動畫,留意質點 P。質點 P 剛好位於干涉圖形的腹線上。
如動畫中所示,當波源 S1 產生的波峰到達 P 點時,波源 S2 產生的波峰恰巧到達同一點。當兩個波峰相遇時,它們同時把質點 P 推向上,使質點升得更高。
稍後,波源 S1 及 S2 產生的波谷也會在 P 點相遇,並同時把質點 P 推向下,使質點降得更低。結果,兩個波的效應相互增強,使質點 P 的振幅更大。
換句話說,兩個波源產生的波峰(或波谷)會在 P 點相遇,並疊加而形成一個更高的波峰(或更低的波谷)。這個現像稱為相長干涉
 


圖1:請啟動動畫,觀看相長干涉如何形成
 

再考慮質點 Q。質點 Q 剛好位於干涉圖形的節線上。
從動畫中所示,當波源 S1 產生的波峰到達 Q 點時,波源 S2 產生的波谷恰巧到達同一點。當波峰把質點 B 往上推時,波谷卻把質點 Q 往下推,結果使質點 Q 停留在平衡位置上。
稍後當波源 S1 的波谷與波源 S2 的波峰在 Q 點相遇時,也發生相消的效應,令質點 Q 停留在平衡位置上。換句話說,兩個波源產生的波峰和波谷會持續地在 Q 點相遇,並互相抵消,使質點靜止不動。這個現像稱為相消干涉

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