6　惠更斯原理

1、惠更斯原理,郭玉芹,波面和波线,波的反射,惠更斯原理,波的折射,波面：从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所组成的面叫做波面。 注意：同一波面上各质点振动状态相同的 波前：最前面的波面叫波前 波线：表示波的传播方向的，跟各个波面垂直的线 特点：波线与波面互相垂直,波在传播过程中所到达的每一点都可以看作是新的波源，从这些点发出球面形状的子波，其后任一时刻这些子波波前的包络面就是新的波前。这就是惠更斯原理,内容：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 注意：反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同,拆射定律：（1）波在介质中发生折射时，入射线、法线、折

2、射线在同一平面内，入射线和折射线分别位于法线两侧（2） 在波的折射中，频率不变，波速和波长都发生改变。,(Christian Huygens 16291695) 荷兰物理学家、数学家、天文学家。1629年出生于海牙。1655年获得法学博士学位。,1663年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员。克里斯蒂安惠更斯是与牛顿同一时代的科学家，是历史上最著名的物理学家之一，他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。,克里斯蒂安惠更斯,1、波面：,从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所组成的面叫做波面。,2、波线：,用来表示波的传播方向的

3、，跟各个波面垂直的线叫做波线。,波面,波线,一、几个概念：波面和波线,注意：同一波面上各质点振动状态相同的,波前：最前面的波面叫波前 平面波：波面是平面的波称为平面波 圆（球）形波波面是圆（球）形的波称为圆（球）形波,特点：波线与波面互相垂直 平面波的波线： 垂直于波面的平行线 圆形波的波线： 沿着以波源为中心的半径方向向外的射线,波在传播过程中所到达的每一点都可以看作是新的波源，从这些点发出球面形状的子波，其后任一时刻这些子波波前的包络面就是新的波前。这就是惠更斯原理,二、惠更斯原理,平面波的波前,球面波的波前,t时刻波前,波源,子波,t+t时刻波前,球面波,.,.,.,.,.,.,.,.,

4、平面波,.,.,.,.,.,t + t 时刻波前,t 时刻波前,t 时刻波前,t + t 时刻波前,vt,vt,二、惠更斯原理,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,球面波的波面和波线,平面波的波面和波线,二、惠更斯原理,用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面,二、惠更斯原理,利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几何作图方法确定下一时刻的波面，从而确定波的传播方向。例如当波在均匀的各向同性介质中传播时，波面的几何形状总是保持不变的。,用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面,二、惠更斯原理,反射波的波线与平面法线的夹角i 叫做反射角。,入射角（i）：,入射波的波线与平

5、面法线的夹角i叫做入射角。,反射角（i）：,1定义：波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射,三、用惠更斯原理解释波的反射,经t后，B点发射的子波到达界面处B点，A点发射的子波到达A点。同种介质，波速不变。,由惠更斯原理，AB为波的一个波面,三、用惠更斯原理解释波的反射,内容：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。,反射定律：,三、用惠更斯原理解释波的反射,注意： 1.反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。 2.波遇到两种介质界面时，总存在反射。,生活中波的反射现象的思考,1回声是声波的反射现象 对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会

6、被反射回来继续传播 2夏日的雷声轰鸣不绝 声波在云层界面多次反射 3在空房间里讲话感觉声音响 声波在普通房间里遇到墙壁，地面，天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳人耳只能分开相差0.1s以上的声音所以，在房间里听不到回声，人在房间里讲话感觉声音比在野外大，而普通房间里的幔帐、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的声响效果,1、定义： 波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射 折射角（r）：折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角。 拆射定律： （1）波在介质中发生折射时，入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线和折射线分别位于法线两侧 （2）,四、用惠更斯原理解释波的折射,当v1v2时,i 即折射线偏向法线； 当v1v2时,i 即折射线偏离法线； 当垂直界面入射时， i =0，=0，传播方向不变，但仍发生了折射现象,1.当入射波速度大于折射波速度时，折射角折向法线。,2.当入射波速度小于折射波速度时，折射角折离法线。,3.当