题目
[题目]两相干波源s1和s2相距 1/4, (λ为波长),-|||-s1的相位比s2的相位超前 1/2π, 在s1,s2的连线上,s1-|||-外侧各点(例如P点)两波引起的两谐振动的相位-|||-差是 ()-|||-P S1 S2-|||-A.0-|||-B. dfrac (1)(2)pi -|||-C.π-|||-D. dfrac (3)(2)pi

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查相干波的相位差计算,涉及波的干涉中的相位叠加原理。
解题核心思路:
- 初始相位差:题目明确给出两波源的初始相位差;
- 路径差引起的相位差:根据波传播的距离差计算附加相位差;
- 总相位差:将初始相位差与路径差引起的相位差叠加,注意符号方向。
破题关键:
- 路径差的确定:点P在S1外侧,S2到P的路径比S1到P的路径多出S1S2的距离(即$\lambda/4$);
- 相位变化的方向:波传播距离越长,相位越落后,需正确处理符号。
步骤1:确定初始相位差
题目中,S1的相位比S2超前$\frac{1}{2}\pi$,即初始相位差为:
$\Delta \phi_0 = \phi_1 - \phi_2 = \frac{\pi}{2}.$
步骤2:计算路径差引起的相位差
点P在S1外侧,S1到P的路径为$r$,S2到P的路径为$r + \frac{\lambda}{4}$。路径差为:
$\Delta r = \left(r + \frac{\lambda}{4}\right) - r = \frac{\lambda}{4}.$
路径差引起的相位差为:
$\Delta \phi_r = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \Delta r = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \frac{\lambda}{4} = \frac{\pi}{2}.$
注意:由于S2的波传播路径更长,其相位比S1的波落后$\frac{\pi}{2}$。
步骤3:总相位差叠加
总相位差为初始相位差与路径差引起的相位差之和:
$\Delta \phi = \Delta \phi_0 + \Delta \phi_r = \frac{\pi}{2} + \frac{\pi}{2} = \pi.$