EJU 2004 年第 1 回 物理 第 10 题

考点
叠加原理、干涉与惠更斯原理
领域
波动
难度
简单
标准答案
④

解析摘要

标准解析

同相源以路程差判断相消与相长

两源同相振动,传播到同一点后的相位差由路程差产生。设波长为λ=2 cm\lambda=2\ \mathrm{cm},路程差为Δr\Delta r,相位差大小为Δϕ=2πΔr/λ\Delta\phi=2\pi\Delta r/\lambda。P到两源的距离为7厘米与8厘米,所以ΔrP=1 cm=λ/2\Delta r_P=1\ \mathrm{cm}=\lambda/2,相位相差π\pi,到达的波峰与波谷对应,发生相消。Q的两条距离为7厘米与9厘米,路程差ΔrQ=2 cm=λ\Delta r_Q=2\ \mathrm{cm}=\lambda,相位相差2π2\pi,等价于同相,发生相长。因此P抵消、Q增强。比较的是到同一个点的两条路径之差,而不是P与Q彼此的距离,也不是单独判断某一条路径含几个波长。题目采用同振幅理想波模型,才能把反相叠加称为抵消;真实水面波若因距离不同而幅度衰减不等,相消点可能仍有残余振幅,但相位判据保持不变。这里回答的是干涉振幅的大小,不是在某个具体时刻两点的水面高度。

两个点分别判断后还应保持标记顺序:P对应八减七,Q对应九减七,不能因为图上Q画得更高就自动认为它路径更长或增强更明显。题目给出的数字才是路径依据,图只帮助识别连线。两点都是由同一对源产生的干涉,不需要假设P与Q自身也是新的相干波源。

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