1. 波的叠加原理 (Superposition)
当两列波在介质中相遇时,任意一点的位移等于两列波单独传播到该点时引起位移的矢量和。
$$ y_{total} = y_1 + y_2 $$
在仿真中,我们实时计算两个波源 \(S_1\) 和 \(S_2\) 在屏幕每一点产生的位移并求和。
2. 波函数方程
对于简谐波,某点 \(P\) 距离波源 \(r\) 处的位移方程为:
$$ y = A \cos(kr - \omega t + \phi_0) $$
- \(A\): 振幅 (Amplitude)
- \(k = \frac{2\pi}{\lambda}\): 波数 (Wave Number)
- \(\omega = 2\pi f\): 角频率 (Angular Frequency)
- \(r\): 波源到点的距离
3. 干涉条件 (Interference)
波程差 \(\Delta r = |r_2 - r_1|\) 决定了干涉的类型:
加强 (Constructive)
两波峰相遇,振动加强(亮色区域)。
$$ \Delta r = n\lambda \quad (n=0,1,2...) $$
减弱 (Destructive)
波峰遇波谷,振动抵消(暗色/灰色区域)。
$$ \Delta r = (n + \frac{1}{2})\lambda $$
思考题
试着拖动波源,使 \(S_1\) 和 \(S_2\) 的距离变近。你会发现干涉条纹(节点线)的数量是变多了还是变少了?为什么?