题目
嚣-|||-u-|||-i-|||---, 如图所示,有两相干波源S1、S2。已知S1的初相为π/2:(1)使延长线S2C上各点干涉相消,求S2的初相;(2)使中垂线MN上各点干涉相消,求S2的初相。
如图所示,有两相干波源S1、S2。已知S1的初相为π/2:(1)使延长线S2C上各点干涉相消,求S2的初相;
(2)使中垂线MN上各点干涉相消,求S2的初相。
题目解答
答案
解:(1)


(2)


解析
步骤 1:确定S1和S2的相位差
在相干波源S1和S2产生的波相遇时,如果它们的相位差为奇数倍的π,则干涉相消。因此,我们需要找到S2的初相,使得在特定位置的相位差满足这个条件。
步骤 2:计算S2C上各点的相位差
对于S2C上的任意一点,波从S1和S2传播到该点的路径差为3λ/2。因此,S1和S2的相位差为:
\[
\Delta \phi = \phi_2 - \frac{\pi}{2} + \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \frac{3\lambda}{2} = \phi_2 - \frac{\pi}{2} + 3\pi
\]
为了使S2C上各点干涉相消,相位差应为奇数倍的π,即:
\[
\Delta \phi = (2k+1)\pi
\]
其中k为整数。因此,我们有:
\[
\phi_2 - \frac{\pi}{2} + 3\pi = (2k+1)\pi
\]
解得:
\[
\phi_2 = (2k+1)\pi - 3\pi + \frac{\pi}{2} = (2k-2)\pi + \frac{\pi}{2}
\]
取k=0,得到S2的初相为:
\[
\phi_2 = -\frac{3\pi}{2}
\]
步骤 3:计算MN上各点的相位差
对于MN上的任意一点,波从S1和S2传播到该点的路径差为0。因此,S1和S2的相位差为:
\[
\Delta \phi = \phi_2 - \frac{\pi}{2}
\]
为了使MN上各点干涉相消,相位差应为奇数倍的π,即:
\[
\Delta \phi = (2k+1)\pi
\]
其中k为整数。因此,我们有:
\[
\phi_2 - \frac{\pi}{2} = (2k+1)\pi
\]
解得:
\[
\phi_2 = (2k+1)\pi + \frac{\pi}{2}
\]
取k=0,得到S2的初相为:
\[
\phi_2 = \frac{3\pi}{2}
\]
在相干波源S1和S2产生的波相遇时,如果它们的相位差为奇数倍的π,则干涉相消。因此,我们需要找到S2的初相,使得在特定位置的相位差满足这个条件。
步骤 2:计算S2C上各点的相位差
对于S2C上的任意一点,波从S1和S2传播到该点的路径差为3λ/2。因此,S1和S2的相位差为:
\[
\Delta \phi = \phi_2 - \frac{\pi}{2} + \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \frac{3\lambda}{2} = \phi_2 - \frac{\pi}{2} + 3\pi
\]
为了使S2C上各点干涉相消,相位差应为奇数倍的π,即:
\[
\Delta \phi = (2k+1)\pi
\]
其中k为整数。因此,我们有:
\[
\phi_2 - \frac{\pi}{2} + 3\pi = (2k+1)\pi
\]
解得:
\[
\phi_2 = (2k+1)\pi - 3\pi + \frac{\pi}{2} = (2k-2)\pi + \frac{\pi}{2}
\]
取k=0,得到S2的初相为:
\[
\phi_2 = -\frac{3\pi}{2}
\]
步骤 3:计算MN上各点的相位差
对于MN上的任意一点,波从S1和S2传播到该点的路径差为0。因此,S1和S2的相位差为:
\[
\Delta \phi = \phi_2 - \frac{\pi}{2}
\]
为了使MN上各点干涉相消,相位差应为奇数倍的π,即:
\[
\Delta \phi = (2k+1)\pi
\]
其中k为整数。因此,我们有:
\[
\phi_2 - \frac{\pi}{2} = (2k+1)\pi
\]
解得:
\[
\phi_2 = (2k+1)\pi + \frac{\pi}{2}
\]
取k=0,得到S2的初相为:
\[
\phi_2 = \frac{3\pi}{2}
\]