高二物理竞赛课件：惠更斯原理 波的衍射
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例 如图， 两个相干波源 S1 和 S2 相距 L=9m，振动
频率为 =100Hz ，S2 的位相比 S1 超前 / 2 ，波源
S1 和 S2 发出的两简谐波的波速 u=400m/s，问：在 S1 和 S2 的连线上，哪些点两简谐波的振动相互加 强？哪些点两简谐波的振动相互减弱？（包括 S1 左 侧、S1 和 S2 之间和 S2 右侧各点）
(a)
(b)
产生波的衍射的条件：小孔或障碍物的尺寸不比 波长大得多。
水波通过窄缝时的衍射
广播和电视哪
障
个更容易收到?
碍
物
更容易听到男的 还是女的说话的 声音？
波的反射与折射
波的反射与折射现象 波传播到两种媒质的界面时，一列波被分成两
部分，一部分反射回来，形成反射波，另一部分进 入另一种媒质，形成折射波，这种现象称为波的反 射与折射现象。
反射定律与折射定律
反射定律：
BC AC cos ACB AC sin i u1t AD AC cos DAC AC sin i' u1t
sin i sin i' i i'
BD
i i'
i
A
C
折射定律：
BC AC cos BCA AC sin i u1t AD AC cos CAD AC sin r u2t
sin i u1 sin r u2
B
i
i
A
C
r
D
半波损失
当波从波疏媒质（ u 较小）入射到波密媒质 （ u 较大）时，在媒质界面反射时产生 的位相 突变，相当于多传播了半个波长的波程。
(9 2x)
2
2
令 2k 得：振动加强的点为
x 2k 4 （ k 2、1、0、1、2 ）
令 （2k 1） 得：振动减弱的点为
x 2k 5 （ k 2、1、0、1、2 ）
L
P
S1
P
S2 P
x
L-x
（3）P 点在 S1 左侧， r2 r1 L
9 5
22 S1 左侧所有的点两简谐波的振动相互减弱。
L
P
S1
P
S2 P
x
L-x
解： u 4(m)
21Biblioteka 2 (r2r1 )
2
2
(r2
r1 )
（1）P 点在 S1 左侧， r2 r1 L 9m
9 4
22
S1 左侧所有的点两简谐波的振动相互加强
L
P
S1
P
S2 P
x
L-x
（2）P 点在 S1 和 S2 之间， r2 r1 L 2x
L
P
S1
P
S2 P
x
L-x
惠更斯原理
波阵面（波前）上的每一点都可视为发射子波
的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包迹就是
新的波阵面（波前）。
r＝ut
r＝ ut
O
R1
R2
S1 S2 (a)
S1 S2 (b)
波的衍射
波的衍射现象：波在传播过程中遇障碍物时，能 改变其传播方向而绕过障碍物的现象。
波的衍射现象的解释
频率为 =100Hz ，S2 的位相比 S1 超前 / 2 ，波源
S1 和 S2 发出的两简谐波的波速 u=400m/s，问：在 S1 和 S2 的连线上，哪些点两简谐波的振动相互加 强？哪些点两简谐波的振动相互减弱？（包括 S1 左 侧、S1 和 S2 之间和 S2 右侧各点）
(a)
(b)
产生波的衍射的条件：小孔或障碍物的尺寸不比 波长大得多。
水波通过窄缝时的衍射
广播和电视哪
障
个更容易收到?
碍
物
更容易听到男的 还是女的说话的 声音？
波的反射与折射
波的反射与折射现象 波传播到两种媒质的界面时，一列波被分成两
部分，一部分反射回来，形成反射波，另一部分进 入另一种媒质，形成折射波，这种现象称为波的反 射与折射现象。
反射定律与折射定律
反射定律：
BC AC cos ACB AC sin i u1t AD AC cos DAC AC sin i' u1t
sin i sin i' i i'
BD
i i'
i
A
C
折射定律：
BC AC cos BCA AC sin i u1t AD AC cos CAD AC sin r u2t
sin i u1 sin r u2
B
i
i
A
C
r
D
半波损失
当波从波疏媒质（ u 较小）入射到波密媒质 （ u 较大）时，在媒质界面反射时产生 的位相 突变，相当于多传播了半个波长的波程。
(9 2x)
2
2
令 2k 得：振动加强的点为
x 2k 4 （ k 2、1、0、1、2 ）
令 （2k 1） 得：振动减弱的点为
x 2k 5 （ k 2、1、0、1、2 ）
L
P
S1
P
S2 P
x
L-x
（3）P 点在 S1 左侧， r2 r1 L
9 5
22 S1 左侧所有的点两简谐波的振动相互减弱。
L
P
S1
P
S2 P
x
L-x
解： u 4(m)
21Biblioteka 2 (r2r1 )
2
2
(r2
r1 )
（1）P 点在 S1 左侧， r2 r1 L 9m
9 4
22
S1 左侧所有的点两简谐波的振动相互加强
L
P
S1
P
S2 P
x
L-x
（2）P 点在 S1 和 S2 之间， r2 r1 L 2x
L
P
S1
P
S2 P
x
L-x
惠更斯原理
波阵面（波前）上的每一点都可视为发射子波
的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包迹就是
新的波阵面（波前）。
r＝ut
r＝ ut
O
R1
R2
S1 S2 (a)
S1 S2 (b)
波的衍射
波的衍射现象：波在传播过程中遇障碍物时，能 改变其传播方向而绕过障碍物的现象。
波的衍射现象的解释