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波干涉

模擬載入中

Open Model Lab 正在為這個概念準備即時實驗台、控制項與圖表區。

總結

你學會了甚麼

建議下一步
打開概念測驗不離開這個概念,先確認核心想法是否已經掌握。
接下來讀甚麼
DiffractionSingle-slit spread

關鍵重點

  1. Bright and dark regions come from two waves overlapping at the same screen point, not from one wave disappearing.
  2. Path difference and Source phase offset both feed the total phase difference that decides whether arrivals reinforce or cancel.
  3. Complete cancellation needs opposite phase and matched amplitudes; unequal sources leave leftover motion.

常見迷思

A dark band means one source stopped reaching that point.

不同的路徑長度只在相對於波長所造成的相位差上才重要。

Use path difference first, then convert that extra travel into the phase difference that decides bright or dark.

  1. 路徑差

    讀作: path difference equals distance from source two minus distance from source one

    一個到達波相對另一個到達波多走的距離;兩者會在同一個螢幕點相遇。

  2. 總相位差

    讀作: total phase difference equals two pi times path difference over wavelength, plus source phase offset

    螢幕點比較兩條幾何路徑的相位以及任何明確的源相位偏移。

為什麼會這樣

解釋

Keep the Path-difference guide and Combined-amplitude guide visible, and fix the probe at one screen height. The probe graph traces Source A, Source B, and their combined wave at that one point over time, while the pattern graph shows the long-run brightness at every screen height. A bright band is not one frozen crest in time. It is a position where the combined wave stays large cycle after cycle.

The key quantity is the total phase difference: how far out of step the two arrivals are when they meet. The Path-difference guide shows where part of it comes from. When you move the probe, r1 and r2 change, so the extra distance Delta r changes too. If Delta r is 0, one wavelength, two wavelengths, and so on, equal sources reinforce. If Delta r is about half a wavelength, one and a half wavelengths, and so on, equal sources arrive nearly opposite in phase and the screen becomes dark.

The source controls let you test which part of that phase difference changed. Source phase offset can turn the center from bright to dark without changing the geometry at all, because it adds phase directly. Changing Wavelength also leaves the geometry alone, but it changes how much phase each meter of path difference represents, so the fringes squeeze together or spread apart on the pattern graph.

One last check matters before you trust a dark band: destructive phase does not guarantee a perfect zero unless the source amplitudes are matched. If Source A and Source B are unequal, the combined-amplitude guide—the outline of how large the added wave can get—does not fully close. The same idea later reappears in standing waves, noise cancellation, and optical interference. Next, make a dark band by moving Probe height, return to the center and darken it again with Source phase offset alone, then unbalance the amplitudes and watch the null fill back in.

重點

01建設性干涉發生在總相位差接近整數倍的 2π 時,因此兩個到達波會互相增強。
02破壞性干涉發生在總相位差接近奇數倍的 π 時,所以等振幅的到達波可以幾乎互相抵消。
03改變波長或探針位置會改變路徑差相位項,而改變源相位則會在不改變幾何的情況下移動整個圖樣。

例題

例題

想逐步查看同一個概念如何被帶出來時,再打開這些例題。

凍結步驟

逐步查看凍結例題

凍結步驟
這些例子直接讀取目前的探針幾何與源設定,所以每一步都保持連回你正在檢查的明亮或暗淡區域。

支持者方案會解鎖已儲存學習工具、精確狀態分享,以及支援這條引導流程的更深入複習面板。

查看方案
例題 1 / 2
凍結數值使用凍結參數

對於目前探針位置 y = 0\,\mathrm{m},到達螢幕點的總相位差是多少?

探針高度

0 m

路徑差

0 m

波長

1.6 m

源相位偏移

0 rad

1. 識別關係

使用

2. 代入目前幾何

3. 包裹到有用的比較角

包裹後的相位差是 ;加入源相位偏移前,額外路徑約為 0 個波長。

目前相位差

相位差接近 2π 的整數倍,所以探針位於明亮區域,兩個到達波互相增強。

快速測驗

正在載入已保存的測驗狀態。

無障礙

無障礙

當你需要把模擬與圖表轉成文字描述時,再打開這裡。

模擬顯示左側兩個相干波源、右側共享的螢幕以及該螢幕上的一個可調探針點。從波源到探針的兩條波浪形路徑執行,以便使用者可以比較路徑長度、局部相位差和結果探針運動。

探針點也出現在一個垂直螢幕帶上,根據時間平均結果振幅變亮或變暗。可選的疊加標籤顯示路徑差、結果包絡以及相量圖。

圖表摘要

探針運動圖表將波源 A、波源 B 和該螢幕上一個選擇點的即時結果作為時間函式進行繪製。

螢幕模式圖表將相對強度與螢幕高度進行比較,因此即使時間軸繼續檢查瞬時探針運動,它也保持位置基準。

工作台工具與分享連結

先把穩定概念連結和精確狀態分享收起來,等你真的要重新打開或分享工作台時再展開。

試試這個設定

跳到某個命名好的實驗台狀態,或直接複製你目前正在看的狀態。分享連結會重新打開同一組控制、圖表、疊層與比較脈絡。

目前實驗台

Center bright 預設場景

這個實驗台目前顯示的是其中一個概念作者預設場景。

打開預設實驗台

已儲存設定

已儲存設定屬於支持者方案學習工具;穩定的概念連結仍會對所有人保留。

正在確認已儲存設定權限

Open Model Lab 正在判斷這個實驗台可否只儲存在本機、同步到帳戶,或打開只限支持者方案的比較工具。

複製目前設定

精準狀態分享屬於支持者方案功能;穩定的概念與段落連結仍然可用。

穩定連結

進度與下一步

把進度訊號、入門路徑接續和複習提示留在頁面裡,但不要讓它們和主要學習流程搶焦點。

進度

正在載入進度

正在為這個瀏覽器或已同步帳戶載入已儲存的概念進度,稍後才會顯示完成狀態。

入門路徑

第 7 / 9 步

波動入門

波干涉 在這條路徑中屬於較後面的步驟,所以先由起點開始會較清楚。

上一個步驟:多普勒效應