《惠更斯原理》课件1
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平面波演示
vΔt
t 时刻的波面
8
二、惠更斯原理
水面产生直线波的瞬间波形，波前 AA′及波前 BB′上各点到波源的距离都相同。 直线前进的平面波，若不遇到任何阻碍，下一 时刻的波前形状也会是直线。
9
二、惠更斯原理 用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面
tΒιβλιοθήκη Baidu+Δ t时刻
的波面
t 时刻
的波面 子波波源
. .
反射波的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射角。
12
三、波的反射 用惠更斯原理解释波的反射 由惠更斯原理，AB为波的一个波面 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。
B`B AA`
AB `B B`AA` A`AB ` BB `A
a
c
b
i i'
A
B v t A`
i i'
B`
a` c` b`
i` i
13
三、波的反射
反射定律：
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。
学科网
i i'
法线
平面
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。
14
5
二、惠更斯原理
惠更斯原理：
(1) 行进中的波面上任意一点都可看作是新的子波源； (2) 所有子波源各自向外发出许多子波； (3) 各个子波所形成的包络面，就是原波面在一定时间内所传 播到的新波面。
原理的依据：
★ 波动在介质中是逐点传播的 ★ 各质点作与波源完全相同的振动
说明
①该原理对非均匀媒质也成立，只是波前的形状和传播方向可 能发生变化； ②知某一时刻波面，可用几何方法决定下一时刻波面。
r = vt
折射现象 定性的解释光的干涉、衍射现象 不能解释干涉衍射光的振幅变化
s
不足之处 s’ 不能解释衍射光强的重新分布
18
课堂练习
1．一列波从一种介质进入另一种介质，下列说 法正确的是 （ BC ）
A．频率发生变化 B．波速发生变化 C．波长发生变化 D．频率、波速、波长都发生变化
2．荷兰物理学家惠更斯1690年提出： ________。这被称为惠更斯原理。 根据惠更斯原理，只要知道波速和某一时 刻的波面，就可以求出下一时刻的波阵面，从 波的传播方向 。 而也就知道了_____________
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生活中反射现象的思考
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 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，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会吸收声波， 会影响室内的声响效果．
6
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。
7
二、惠更斯原理 用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面 t +Δt 时刻的波面
. . . . . . . . .
子波波源
球面波演示
10
..
.
. .
. .
vΔt
.
.. . . .
.
二、惠更斯原理
作用 ：由已知的波面通过几何作图 方法确定下一时刻平面波、球面波等的 波面，根据两者垂直关系，从而确定波 的传播方向。
11
三、波的反射
波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象 叫做波的反射．
i i'
入射角（i）：
法线
平面
入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。 反射角（i’）：
波线：用来表示波的传播方向的，跟各个波面垂直的线 叫做波线（类比电场线）。 波线 波线 波面 波面
3
一、波面和波线 几种常见的波
4
二、惠更斯原理
克里斯蒂安· 惠更斯 惠更斯： (ChristianHaygen， 1629—1695) 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 （Christian Huygens 1629-1695）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。
15
四、波的折射 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。
i
介质I
介质II
法线
界面
r
16
四、波的折射
波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同
注意：
1．当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线。
2．当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线。
3．当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中 的特例。
4．在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都 发生改变。
猜想：波的反射、折射与光遵守同样的规律，那 光是波或波是光呢？
17
小结：
惠更斯原理：
任何时刻波面上的每一点都可作为次波的波源，各自发 出球面波；在以后的任何时刻，所有这些次波波面的包络面 形成整个波在该时刻的新波面。 直线传播规律 s’ s 较好的解释光的 反射规律 成功之处
第十二章：机械波
第6节：惠更斯原理
1
观察现象
水面O点有一波源，水波向四周传播。
O
现象：1．水面上形成一列圆形波； 2．画面上的圆形是朝各个方向传播的波峰和 波谷。
2
一、波面和波线
波面：在任一时刻，介质中任何振动状态相同的质点所 构成的面叫做波面。水波的波面是一个个圆；空间一点 发出的球面波，波面是以波源为球心的一个个球面；对 于平行光（光也是一种波）波面是平面 (类比等势面）。
vΔt
t 时刻的波面
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二、惠更斯原理
水面产生直线波的瞬间波形，波前 AA′及波前 BB′上各点到波源的距离都相同。 直线前进的平面波，若不遇到任何阻碍，下一 时刻的波前形状也会是直线。
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二、惠更斯原理 用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面
tΒιβλιοθήκη Baidu+Δ t时刻
的波面
t 时刻
的波面 子波波源
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反射波的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射角。
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三、波的反射 用惠更斯原理解释波的反射 由惠更斯原理，AB为波的一个波面 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。
B`B AA`
AB `B B`AA` A`AB ` BB `A
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A
B v t A`
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B`
a` c` b`
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三、波的反射
反射定律：
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。
学科网
i i'
法线
平面
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。
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二、惠更斯原理
惠更斯原理：
(1) 行进中的波面上任意一点都可看作是新的子波源； (2) 所有子波源各自向外发出许多子波； (3) 各个子波所形成的包络面，就是原波面在一定时间内所传 播到的新波面。
原理的依据：
★ 波动在介质中是逐点传播的 ★ 各质点作与波源完全相同的振动
说明
①该原理对非均匀媒质也成立，只是波前的形状和传播方向可 能发生变化； ②知某一时刻波面，可用几何方法决定下一时刻波面。
r = vt
折射现象 定性的解释光的干涉、衍射现象 不能解释干涉衍射光的振幅变化
s
不足之处 s’ 不能解释衍射光强的重新分布
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课堂练习
1．一列波从一种介质进入另一种介质，下列说 法正确的是 （ BC ）
A．频率发生变化 B．波速发生变化 C．波长发生变化 D．频率、波速、波长都发生变化
2．荷兰物理学家惠更斯1690年提出： ________。这被称为惠更斯原理。 根据惠更斯原理，只要知道波速和某一时 刻的波面，就可以求出下一时刻的波阵面，从 波的传播方向 。 而也就知道了_____________
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生活中反射现象的思考
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 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，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会吸收声波， 会影响室内的声响效果．
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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。
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二、惠更斯原理 用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面 t +Δt 时刻的波面
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子波波源
球面波演示
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二、惠更斯原理
作用 ：由已知的波面通过几何作图 方法确定下一时刻平面波、球面波等的 波面，根据两者垂直关系，从而确定波 的传播方向。
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三、波的反射
波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象 叫做波的反射．
i i'
入射角（i）：
法线
平面
入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。 反射角（i’）：
波线：用来表示波的传播方向的，跟各个波面垂直的线 叫做波线（类比电场线）。 波线 波线 波面 波面
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一、波面和波线 几种常见的波
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二、惠更斯原理
克里斯蒂安· 惠更斯 惠更斯： (ChristianHaygen， 1629—1695) 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 （Christian Huygens 1629-1695）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。
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四、波的折射 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。
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介质I
介质II
法线
界面
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四、波的折射
波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同
注意：
1．当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线。
2．当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线。
3．当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中 的特例。
4．在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都 发生改变。
猜想：波的反射、折射与光遵守同样的规律，那 光是波或波是光呢？
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小结：
惠更斯原理：
任何时刻波面上的每一点都可作为次波的波源，各自发 出球面波；在以后的任何时刻，所有这些次波波面的包络面 形成整个波在该时刻的新波面。 直线传播规律 s’ s 较好的解释光的 反射规律 成功之处
第十二章：机械波
第6节：惠更斯原理
1
观察现象
水面O点有一波源，水波向四周传播。
O
现象：1．水面上形成一列圆形波； 2．画面上的圆形是朝各个方向传播的波峰和 波谷。
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一、波面和波线
波面：在任一时刻，介质中任何振动状态相同的质点所 构成的面叫做波面。水波的波面是一个个圆；空间一点 发出的球面波，波面是以波源为球心的一个个球面；对 于平行光（光也是一种波）波面是平面 (类比等势面）。