Java Physics

 

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水 波 干 涉

 

 

內 部 連 結 :

水 波 干 涉 2 (程 式)

相 角 差 (程 式)

多 波 源 干 涉 (光 柵) (程 式)

頻 率 接 近 的 波 動 干 涉 --- 拍 的 產 生 (程 式)

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簡單來說,P 點發生相長或相消干涉,是取決於
(i) 兩個波源的相差,和
(ii) 因傳播的路途長短不同 (path difference 程差),兩波到達時引入的額外相差 (phase difference)

 

圖中紅色的波動是程差上的波動,只要觀察紅色的波動中包含多少個波長,就可知道兩波在 P 點疊加時因程差而造成的相差。

(I) 若兩波源是同相 (in-phase) 振動

 

大家知道,當波動向其傳播的方向移動波長整倍數的距離時,等同完全沒有移動。

 

* 當紅色的波形包含整數個波長 ----- 兩波在離開波源時,已是同相;而路程的差別是波長的整倍數,這個又不會引進額外相差,所以兩波動到達 P 點時,也必然仍是同相,所以在 P 點會產生相長干涉 (constructive interference)。 所以當 程差 = 0, λ, 2λ, 3λ, .... , P 發生相長干涉

 

* 當紅色的波形包含整數和半個波長 ------ 兩波在離開波源時,雖然是同相,而路途的差別會使它們到達 P 點時有額外半個波長的相對偏移,所以它們在 P 的振動總是完全相反,如此壘加後就是零,那就即是相消 干涉 (destructive interference)。 所以當 程差 = 0.5λ, 1.5λ, 2.5λ, ..., P 發生相消干涉。

 

(II) 若兩波源是反相 (antiphase)振動

 

兩波在離開波源時,是反相。如果因程差,又可取得半個波長的偏移,這兩個效果剛好相消,所以在 P 點,兩波又變回同相了。因此,相長和相消干涉的條件變成

程差 = 0, λ, 2λ, 3λ, .... , P 發生相消干涉

程差 = 0.5λ, 1.5λ, 2.5λ, ..., P 發生相長干涉。

 
(II) 若兩波源是相差,譬如是 π/3,那相長和相消干涉的條件變成怎樣?
 

問題:下圖的 P 和 Q 是同一幅干涉圖上的兩點。

Q Q
此兩波源不一定是同相振動。問在 P 點如發生相消干涉,那在 Q 點會發生甚麼干涉?

 

 

 

程式作者及版權人:

Chiu-king Ng

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feedbackXY@phy.hk, 其中 XY 是 23 之後的質數 (素數)

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最 後 更 新:

5-6-2017

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