EJU 2006 年第 1 回 物理 第 12 题

考点
叠加原理、干涉与惠更斯原理
领域
波动
难度
困难
标准答案
④

解析摘要

标准解析

每个允许路差对应两个位置

先求波长λ=v/f=330/440=0.75 m\lambda=v/f=330/440=0.75\ \mathrm m,所以AB长为2λ2\lambda。两源同相,完全相消要求到达相位相差奇数个半周期,即路程差Δr=(j+12)λ\Delta r=(j+\frac12)\lambda。

在AB线段内部,路程差小于AB长度1.5 m。因此可行的正路差只有λ/2=0.375\lambda/2=0.375 m和3λ/2=1.1253\lambda/2=1.125 m;下一项5λ/2=1.8755\lambda/2=1.875 m已经超过最大可能值。

取距A为x的位置,其到A和B的距离分别为x和1.5−x,所以Δr=∣1.5−2x∣\Delta r=|1.5-2x|。每一种正路差均对应中点两侧各一个位置,解得x=0.1875,0.5625,0.9375,1.3125x=0.1875,0.5625,0.9375,1.3125 m,共四点。中点路差为0,是相长点,不计入相消。列出坐标还能检查没有把端点或线段外的位置算进去。

若不使用绝对值,也可让有符号路差依次取正负的半波长与三半波长,每个值给出一个位置,仍是四个解。绝对值形式将左右两个解合到同一种正路差中,所以计数时必须再恢复两侧。无论采用哪一种写法,最大路差限制都来自位置在两源之间,不能把线段外可能存在的相位关系混入本题。最终四个坐标既成对对称又等间隔,这是对代数解是否抄错的双重检查。

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