题目
两相干波源s1和s2的振动方程分别为 y1=Acos(ωt+π/2) y2=Acos(ωt) 其中,s1距离p点6个波长,s2距离p点为13/4/个波长, 两波在p点的相位差的绝对值是:
两相干波源s1和s2的振动方程分别为 y1=Acos(ωt+π/2) y2=Acos(ωt) 其中,s1距离p点6个波长,s2距离p点为13/4/个波长, 两波在p点的相位差的绝对值是:
题目解答
答案
5π
解析
考查要点:本题主要考查相干波的相位差计算,涉及波的传播路径引起的相位差和波源初始相位差的叠加。
解题核心思路:
- 初始相位差:由两波源的振动方程直接确定。
- 传播路径引起的相位差:根据波长和路径差计算,公式为 $\Delta \phi_{\text{path}} = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \Delta r$。
- 总相位差:将初始相位差与传播路径的相位差相加,取绝对值。
破题关键点:
- 正确提取初始相位:注意振动方程中的相位常数。
- 路径差的符号处理:路径差为波源到观察点距离之差,需注意正负号对相位差的影响。
步骤1:确定初始相位差
- 波源 $S_1$ 的振动方程为 $y_1 = A\cos(\omega t + \frac{\pi}{2})$,初始相位为 $\frac{\pi}{2}$。
- 波源 $S_2$ 的振动方程为 $y_2 = A\cos(\omega t)$,初始相位为 $0$。
- 初始相位差:$\Delta \phi_0 = \frac{\pi}{2} - 0 = \frac{\pi}{2}$。
步骤2:计算传播路径引起的相位差
- $S_1$ 到 $P$ 点的距离为 $6\lambda$,$S_2$ 到 $P$ 点的距离为 $\frac{13}{4}\lambda$。
- 路径差:$\Delta r = \frac{13}{4}\lambda - 6\lambda = \frac{13}{4}\lambda - \frac{24}{4}\lambda = -\frac{11}{4}\lambda$。
- 传播相位差:$\Delta \phi_{\text{path}} = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \Delta r = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \left(-\frac{11}{4}\lambda\right) = -\frac{11\pi}{2}$。
步骤3:总相位差的绝对值
- 总相位差:$\Delta \phi_{\text{总}} = \Delta \phi_0 + \Delta \phi_{\text{path}} = \frac{\pi}{2} + \left(-\frac{11\pi}{2}\right) = -5\pi$。
- 绝对值:$|\Delta \phi_{\text{总}}| = 5\pi$。