判断波的干涉中振动加强点和减弱点分布二法之欧阳歌谷创编
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判断波的干涉中振动加强点和减弱点分
布二法
欧阳歌谷(2021.02.01)
频率相同的两列波发生干涉时,某些区域振动加强,某些区域振动减弱。
如何判断这些振动加强点和减弱点的分布呢?
一 条件判断法
振动频率和振动情况相同的两波源产生的两列波叠加时,振动加强、减弱的条件为:设某点到两波源的距离差(即波程差)为δ,当)3,2,1,0(222 ==•=n n n λλ
δ时,该点为加强点,当
)3,2,1,0(2)12( =•+=n n λδ时,该点为减弱点。
若两波源的振动步
调相反,则上述结论正好相反。
二 现象判断法
若某点总是波峰和波峰(或波谷和波谷)相遇,则该点为加强点;若某点总是波峰和波谷相遇,则该点为减弱点。
例1 如图1所示,在均匀介质中,
1S 和2S 是两个振动频率相同的波源,在
1S 和2S 的连线上有A 、B 、C 三点,
221λ
====CS BC AB A S ,λ为波长,由此
可知
A .
B 点振动总是最强,A 点振动总是最弱
B .B 点振动总是最弱,
C 点振动总是最强
C .A 、B 、C 三点的振动总是最弱
D .A 、B 、C 三点的振动总是最强
解析:利用条件判断法,当
)3,2,1,0(222 ==•=n n n λλδ时,该点为加强点,当)3,2,1,0(2)12( =•+=n n λδ时,该点为减弱点。
对于A 点,λδ==-=AC A S A S 12,A 点振动加强;对于B 点,012=-=B S B S δ,B 点振动加强;对于C 点,λδ==-=AC C S C S 21,C 点振动加强。
所以A 、B 、C 三点的振动都加强,正确答案为:(D )。
例 2 有一半径为m 45的圆形跑道,
直线AB 是它的一条直径,有两个完全相
同的声源分别放在圆心O 点和A 点,若
声源产生的声波波长为m 10,且人在B
点所听到的声音最弱。
那么,此人从B
点沿跑道跑到A 点的过程中,还会有几
次听到的声音最弱
A .4次
B .6次
C .8次
D .10次
解析:做垂直于直线AB 的半径OC
(如图3所示),根据几何知识可知,从
园弧BCA 上的各点到圆心O 点和A 点的距
离之差在A 点和B 点最大为m 45,在C 点最
小为m 10,所以,此人从B 点沿跑道跑到
A 点的过程中,各点到圆心O 点和A 点距
离之差是先减小后增大。
在从B 点到C 点的过程中,在波程差分别为m 35、m 25、m 15、m 5的四个位置听到的声音最弱;在从C 点到A 点的过程中,在波程差分别为m 5、m 15、m 25、m 35的四个位置听到的声音最弱。
所以,此人从B 点沿跑道跑到A 点的过程中,共有8次听到的声音最弱,正确答案为(C )。
例 3 如图4所示,1S和2S两个波源产生的
相同两列波叠加,实线表示波峰,虚线表示波
谷,在P、Q、R、T各点中,振动加强的点是
();振动减弱的点是()。
解析:利用现象判断法,P点为波峰和波
峰相遇,振动加强;Q点和T点为波峰和波谷相
遇,振动减弱;R点为波谷和波谷相遇,振动
加强。
所以,振动加强的点是P点和R点;振动减弱的点是Q点和T点。
在判断振动加强点和减弱点的分布时,我们还应该注意对加强点和减弱点的理解,不能认为加强点的位移始终最大,减弱点的位置始终最小。
而是应该根据振幅的变化来判断,振幅增大的点为加强点,该点也在振动,位移也可能为零,振幅减小的点为减弱点。