两个波相消之后,能量去了哪里?(两个波相乘)


在波相消的位置消失的能量,转移到了波干涉相长的位置。

为了比较形象直观,我们用光作为例子。光以波的形式在空间中传播,使得其发生干涉或者衍射现象。它们在某些地方相消,在某些地方相长,但总的能量总是守恒的。我们可以形象地理解为:干涉、衍射等效应把能量从暗条纹处转移到了亮条纹处了。

在大自然中,光存在衍射、干涉等现象。这些现象中就包含了光的“相消”问题。在高中的时候我们便已经学习过能量守恒定律。其表述为:能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。这个问题中,若光发生了干涉,使得光在某处出现暗条纹,我们自然而然地认为能量“消失”了。但其实不然,光的能量只是从一个地方转移到了另一个地方。

我们举一个著名的例子:杨氏双缝干涉实验

图片源自 wiki

同一光源(保证初始的相位相同)的光穿过挡板的两个缝隙,成为两束光,分别到达屏幕上。

当两束光到达同一个点时,它们俩走过的路径不一样,在相位上存在一个差别,使得它们在某些地方出现相消,在某些地方出现相长。从而人们在屏幕上观测到明暗相间的条纹。相消的地方出现暗条纹,能量密度低,相长的地方出现亮条纹,能量密度高。如果我们把每一个点的能量求和,那么不发生干涉现象和发生干涉现象的总能量是一样的。我们可以形象地理解为:干涉效应把能量从暗条纹处转移到了亮条纹处。

为方便我们用两束有角度的平面波干涉作为例子。

一个点上的光强正比于复振幅的模平方的,即

空间中的平行光的复振幅分布可表示为

其中

是光源到空间中某点的矢量。再由叠加原理可知,光在空间中某点的复振幅是可以直接相加的

对上面的式子取模平方,可以得到

因此,我们可以得到两束频率相同的平行光干涉后的光强表达式为

其中

为衬比度,相位差

为坐标

的函数

我们能够直观地画出光强在空间上的分布曲线

可以清晰的看出,相消的位置与相长的位置的光强的总和并没有变,他们的和正好与没有干涉效应时是一样的。也就是说能量从相消的地方“流”到了相长的地方,从而使得总能量并没有改变。

诸葛亮斩马谡为什么要挥泪?(三国演义诸葛亮挥泪为什么斩马谡)
上一篇
没有了
下一篇
本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,一经查实,本站将立刻删除。

相关推荐

  • 苹果手机各个功能介绍,iphone必须关闭的十个功能

    1、关闭蓝牙。现在已经很少有人用蓝牙传输文件了,而且iPhone与安卓的蓝牙并不兼容,所以,可以在设置中,关闭蓝牙功能。2、关闭通知功能。关于APP推送,无非也就是一些更新提醒,关了也不会有什么影响,还能多省点电。3、关闭自动调节亮度功能。一般来说,可以将屏幕亮度在15%-30%之间,在强光环境中,在进行手动调整就可以了。4、禁止后台刷新。在设置—通用中,关闭后台自动刷新功能,也可以对省电起到一点...

  • 高德打车怎么设置途经地,高德如何添加途经路线

    1、点击高德地图APP界面底部的“导航”按钮,进入导航模式。2、点击右下角的“路线”,进入路线设定页面,根据要求输入起点、终点进行路线规划。3、点击“添加途经点”,弹出添加途经点页面,点击右上角,可以添加或者删除途经点,乘客可以手动输入要添加的途经点。4、当添加完途经点时,点击“确定”按钮,即可添加途经路线。此时地图会显示出这条路线上所有的途经点,以及当前途经点的地点信息。怎么设计高德地图设置要经...

  • 高中必修二物理知识点总结,高一物理必修2重点知识点归纳

    您好,1.运动学-位移、速度、加速度的概念及计算方法-相关运动的分析方法,如相对运动和抛体运动-牛顿运动定律及其应用2.力学-力的概念及种类,如重力、弹力、摩擦力等-牛顿第一、二、三定律及其应用-力的合成与分解-能量、功、动能定理、功率的概念及计算方法-动量、冲量定理及其应用3.热学-温度、热量、热能的概念及计量单位-热传递的方式及其特点,如传导、对流、辐射-热力学第一、二定律及其应用,如热机效率...

  • 两个波相消之后,能量去了哪里?(两个波相乘)

    在波相消的位置消失的能量,转移到了波干涉相长的位置。为了比较形象直观,我们用光作为例子。光以波的形式在空间中传播,使得其发生干涉或者衍射现象。它们在某些地方相消,在某些地方相长,但总的能量总是守恒的。...

  • 诸葛亮斩马谡为什么要挥泪?(三国演义诸葛亮挥泪为什么斩马谡)

    街亭没守住,诸葛亮其实有心理准备,但他最生气的是马谡这怂蛋打了败仗后竟然弃军而逃,跑没了踪影,甚至战后也没来自首,直到被抓捕归案,才发现原来是丞相府长史向朗知情不举,这可让诸葛亮气坏了。此次战败相当于...