题目
两相干波源S1和S2相距λ/4,(λ为波长),S1的相位比S2的相位超前π/2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相位差是()A. 0B. π/2C. πD. 3/2π
两相干波源S1和S2相距λ/4,(λ为波长),S1的相位比S2的相位超前π/2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相位差是()
A. 0
B. π/2
C. π
D. 3/2π
题目解答
答案
C. π
解析
考查要点:本题主要考查相干波的相位差计算,涉及波的叠加原理及相位差的组成因素。
解题核心思路:
- 相位差的组成:总相位差由波源初始相位差和路径差引起的相位差两部分共同决定。
- 路径差的符号:需明确波传播方向,正确计算两波源到某点的路径差。
- 关键公式:路径差对应的相位差为 $\Delta \phi = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \Delta r$,其中 $\Delta r$ 为路径差。
破题关键点:
- 初始相位差:题目明确给出 $S_1$ 相位比 $S_2$ 超前 $\frac{\pi}{2}$。
- 路径差:点 $P$ 在 $S_1$ 外侧,$S_2$ 到 $P$ 的路径比 $S_1$ 到 $P$ 的路径长 $\frac{\lambda}{4}$,对应相位差 $\frac{\pi}{2}$。
- 总相位差:两部分相位差代数相加。
步骤1:确定初始相位差
题目中 $S_1$ 的相位比 $S_2$ 超前 $\frac{\pi}{2}$,即初始相位差为:
$\Delta \phi_{\text{初始}} = \frac{\pi}{2}.$
步骤2:计算路径差引起的相位差
点 $P$ 在 $S_1$ 外侧,$S_2$ 到 $P$ 的路径比 $S_1$ 到 $P$ 的路径长 $\Delta r = \frac{\lambda}{4}$。路径差对应的相位差为:
$\Delta \phi_{\text{路径}} = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \Delta r = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \frac{\lambda}{4} = \frac{\pi}{2}.$
步骤3:总相位差
总相位差为两部分相位差之和:
$\Delta \phi_{\text{总}} = \Delta \phi_{\text{初始}} + \Delta \phi_{\text{路径}} = \frac{\pi}{2} + \frac{\pi}{2} = \pi.$