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技术知识

干涉

来源:本站    发布时间:2014-12-5 10:04:51    点击量:
干涉
    在物理学中,干涉是两个或两个以上的波的相加(叠加)引起的一种新的波型。
    干扰通常是指波的相互作用,即有相互关系或一致的,这是因为它们来自同一来源的或者是因为他们有相同或几乎相同的频率。
    两个非单色波唯一能彼此完全一致除非他们在任何一个构成要素波长都具有完全相同的波长范围和相位差。
    总相位差源自于双方的路径差异和不同的初始相位差(如果波是由2个或以上不同的源头产生)的总和 。因此可以判断出波达到一个点是同相(相长干涉)还是异相(相消干涉)。
原理
    波的叠加原理指出,在一点的合位移等同于不同波在该点的位移矢量和。如果一个波的波峰在同一点与另一个波的波峰相遇,那么波峰干涉是相长的且由此产生的波幅更大。如果一个波的波峰遇到另一个波的波谷那么他们的干涉就是相消的,并且总的幅度减少。
    每当一个波从源头向两个或两个以上不同长度的路径传播时都可以发生干涉。两个或两个以上的源头只有在他们之间存在一个固定的相位关系时才能产生干涉,但在这种情况下产生的干涉与来自同一源头产生的是一样的。
干涉图
动画的干涉波来自两个点源
    两个相干源间的空间分隔是波长的一半,节线数量的倍数。
    从任何来源发出的光均可用于获得干涉图,例如,“牛顿环”就可以通过太阳光来产生。然而,一般白光不太适合用于生产明显干涉图,因为它是一个全可见光光谱的混合体,每一个光谱的干涉条纹的间距都各不相同。钠光接近单色,因此更适合于生产干涉图。最合适的是激光,因为它几乎是完美的单色
相长干涉和相消干涉
    考虑到两个同相波,振幅分别为A1和A2 。其波谷和波峰排成行,并由此产生的波的振幅为A = A1 + A2 。这就是所谓的相长干涉。
    如果这两个波相位差是π弧度,或180°反相,那么一个波的波峰正好与另一波的低谷同时发生,因此往往会抵消。由此产生的振幅为A = |A1-A2 | 。如果A1 =A2 ,由此产生的幅度将是零。这就是所谓的相消干涉。
    当两个正弦波波叠加,产生的波形取决于两个波的频率(或波长)振幅和相对相位。如果两波具有相同的振幅和波长那么产生的波形的幅值将介于0和2A之间,取决于两波是同相还是异相。
结合后的波形
两个同相波          两个180°反相波
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