惠更斯原理ppt课件

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高二物理选修34:12.6 惠更斯原理(共15张PPT)

高二物理选修34:12.6 惠更斯原理(共15张PPT)

vt . . .

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播 方 向
.
t 时刻波前
t 时刻波前
t + t 时刻波前
t
t + t 时刻波前
9、要学生做的事,教职员躬亲共做;要学生学的知识,教职员躬亲共学;要学生守的规则,教职员躬亲共守。2021/8/282021/8/28Saturday, August 28, 2021 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/282021/8/282021/8/288/28/2021 3:24:28 AM 11、只有让学生不把全部时间都用在学习上,而留下许多自由支配的时间,他才能顺利地学习……(这)是教育过程的逻辑。2021/8/282021/8/282021/8/28Aug-2128-Aug-21 12、要记住,你不仅是教课的教师,也是学生的教育者,生活的导师和道德的引路人。2021/8/282021/8/282021/8/28Saturday, August 28, 2021
法线
i i'
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。
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
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.
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
2、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。
特点:波线与波面互相垂直
波面 波线

2.4惠更斯原理课件

2.4惠更斯原理课件

原理的依据:
★ 波动在介质中是逐点传播的 波动在介质中是逐点 逐点传播的 ★ 各质点作与波源完全相同的振动
说明 该原理对非均匀媒质也成立, 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。 向可能发生变化。 ②.知某一时刻波前,可用几何方法决定下一时刻波前; 知某一时刻波前,可用几何方法决定下一时刻波前;
B
v1∆t i v1 = sin r v2
四、波的折射
折射定律: 折射定律: 入射线、法线、折射线在同一平面内, 入射线、法线、折射线在同一平面内,入 射线与折射线分居法线两侧. 射线与折射线分居法线两侧.入射角的正弦跟 折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速 度跟波在第二种介质中的速度之比。 度跟波在第二种介质中的速度之比。
蝙蝠的“眼睛” 蝙蝠的“眼睛”
18世纪, 18世纪,意大利教士兼生物学家斯帕 世纪 兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时, 兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时,发现蝙蝠 是靠高频率的尖叫来确定障碍物的位置的。 是靠高频率的尖叫来确定障碍物的位置的。 这种尖叫声在每秒2万到10万赫兹之间, 10万赫兹之间 这种尖叫声在每秒2万到10万赫兹之间,我 们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不 到的。这样的声波称为超声波。 到的。这样的声波称为超声波。蝙蝠发出 超声波,然后借助物体反射回来的回声 反射回来的回声, 超声波,然后借助物体反射回来的回声, 就能判断出所接近的物体的大小、 就能判断出所接近的物体的大小、形状和 运动方式。 运动方式。
雷达是利用无线电波发现
目标,并测定其位置的设备。 目标,并测定其位置的设备。 由于无线电波具有恒速、定向 由于无线电波具有恒速、 传播的规律,因此, 传播的规律,因此,当雷达波 碰到飞行目标(飞机、导弹) 碰到飞行目标(飞机、导弹)等 时,一部分雷达波便会反射回 根据反射 反射雷达波的时间和 来,根据反射雷达波的时间和 方位便可以计算出飞行目标的 位置。 位置。 由于一般飞机的外形比较复 总有许多部分能够强烈反射 杂,总有许多部分能够强烈反射 雷达波, 雷达波,因此整个飞机表面涂以 黑色的吸收雷达波的涂料。 黑色的吸收雷达波的涂料。

大学物理 惠更斯原理-13页PPT资料

大学物理 惠更斯原理-13页PPT资料
§ 惠更斯原理(Huygens principle)
前面讨论了波动的基本概念,现在讨论与波 的传播特性有关的现象、原理和规律。
由于某些原因,波在传播中,其传播方向、 频率和振幅都有可能改变。
惠更斯原理给出的方法(惠更斯作图法) 是一种处理波传播方向的普遍方法。
一. 惠更斯原理(1690) 1. 原理的叙述 媒质中任意波面上的各点, 都可看作是 发射子波(次级波)的波源(点源),其后 的任一时刻,这些子波面的包络面(包迹) 就是波在该时刻的新的波面。
入射波 u1 媒质1
折射率n1 i
法线 B
E
u1t C
· ·· · 媒质2 A · 折射率nu22t r D
F u2
折射波传播方向
•导出折射定律
BC u1ΔtAC siin
· ·· · AD u2ΔtAC sirn · 得 sin i u1
入射波 u1 媒质1
折射率n1 i
法线 B
能绕过障碍物边缘而偏离直线传播的现象。
例如:
· a·
·
· 衍射波
入射波 障碍物
衍射波
入射波 障碍物
相对于波长而言,障碍物的线度越大衍射现象
越不明显, 障碍物的线度越小衍射现象越明显。
水波通过窄缝时的衍射
衍射现象是否明显与波长、障碍物的相对大小 有关。 当障碍物较大,比波长大得多时, 衍射不明显; 当障碍物较小,可与波长比拟时, 衍射就明显。
2. 原理的应用 已知 t 时刻的波面 t+t 时刻的波面,
从而可进一步给出波的传播方向。
例如,均匀各向同性媒质内波的传播:
平面波
球面波
t 时刻波面 t+t时刻波面
· 波传播方向

惠更斯原理课件

惠更斯原理课件

• (1)介质中任一波面上的各点,都可以看做 发射子波的波源,其后任意时刻,这些子 波在波前进方向的包络面就是新的波面.
• (2)利用惠更斯原理解释波的传播:
• 如图甲,以O为球心的球面波在时刻t的波 面为 γ ,按照惠更斯原理, γ面上每个点都 是子波的波源.设各个方向的波速都是 v , 在Δt时间之后各子波的波面如图中弧线所 示,弧线圆的半径是vΔt.γ′是这些子波波面 的包络面,它就是原来球面波的波面在时 间Δt后的新位置.可以看出,新的波面仍 是一个球面,它与原来球面的半径之差为 vΔt,表示波向前传播了vΔt的距离.
• .
• 1.波面 • 在波的传播过程中,任一时刻介质中任何 振动状态相同的点联结成的面叫做波阵面 或波面. • 说明:波面为球面的波叫球面波,波面为 平面的波叫平面波.
• 2 .波线:沿波的传播方向作一些带箭头 的线,叫做波线. • (1)波线的指向表示波的传播方向. • (2)在各向同性的均匀介质中,波线恒定与 波面垂直. • (3)球面波的波线是沿半径方向的直线,平 面波的波线是垂直于波面的平行直线.(如 下图甲、乙所示).
• 为什么在空房间里讲话感觉到声音特别响? • 解析: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, 人在空房间里讲话感觉声音特别响,而普通房间里 的幔帐、沙发、衣物等会吸收声波,使反射不够强, 所以人在普通房间里讲话不如在空房间里讲话响.
• 答案:云层积累的大量电荷放电,形成闪 电同时发出巨大声音,闪电声在不同云层 之间反复反射,所以较长时间内听到“轰 轰隆隆”的声音.
• (1)波的折射 • 波从一种介质射入另一种介质时,传播方 向发生改变的现象,叫做波的折射. • (2)折射定律 • ①内容:入射角的正弦与折射角的正弦之 比等于波在第一种介质中的速度与波在第 二种介质中的速度之比

《惠更斯原理》课件

《惠更斯原理》课件

对惠更斯原理的改进和推广
发展高阶惠更斯原理,考虑光在界面上的散射、 吸收和能量损失等因素。
将惠更斯原理与其他光学理论相结合,如几何光 学、波动光学和量子光学等。
探索惠更斯原理在新型光学材料和器件中的应用 ,如光子晶体、超材料和量子点等。
PART 05
惠更斯原理与现代科技
惠更斯原理在科技领域的应用
聚焦和成像。
02
干涉和衍射现象
光波在通过小孔、狭缝等障碍物时,会产生衍射现象;当两束或多束光
波相遇时,会产生干涉现象,这些现象都可以用惠更斯原理来解释。
03
全息摄影
全息摄影技术利用了惠更斯原理,通过记录并再现光波前的信息,实现
了三维图像的记录和再现。
水波的应用
波浪传播
惠更斯原理可以用来描述水波的传播规律,如波前的形状、波速 等。
地震波传播
地震波在地壳中传播时,也会表现出类似于水波和光波的干涉和衍 射现象,惠更斯原理可以用来解释地震波的传播规律。
波动方程
惠更斯原理是波动方程的基本原理之一,可以用来求解各种物理现象 中的波动问题,如弦振动、气体动力学等。
PART 04
惠更斯原理的局限性
惠更斯原理的假设条件
1
假设光在均匀介质中沿直线传播。
2
假设光在传播过程中不发生折射、反射或吸收。
3
假设光在界面上只发生反射或折射,不考虑其他 复杂现象。
惠更斯原理的局限性分析
对于非均匀介质或复 杂光学现象,惠更斯 原理可能无法给出准 确的描述。
在处理非线性光学现 象或量子光学现象时 ,惠更斯原理不再适 用。
在处理高阶光路或高 精度光学系统时,惠 更斯原理的误差可能 较大。
推动了光学和电磁波理论的进步

物理课件9.4惠更斯原理

物理课件9.4惠更斯原理

仅适用于线性介质
惠更斯原理主要适用于线性介质,对于非线性介质,其应用受到 限制。
忽略波动性
惠更斯原理忽略了波的波动性,对于波动性较强的波,其预测结果 可能不准确。
无法处理反射和折射
惠更斯原理无法处理波在界面上的反射和折射现象,对于复杂波阵 面形状的预测存在局限。
惠更斯原理的发展方向
推广至非线性介质
02
波动理论基础知识
波动的基本概念
波动
波长
频率
振幅
物体振动产生的能量在 介质中传播的现象。
波动中相邻两个波峰或 波谷之间的距离。
单位时间内波动的次数 。
波动中振动的最大位移 量。
波动方程的建立
线性偏微分方程
描述波动现象的基本方程,表示波动在空间和时间上的变化 规律。
初始条件和边界条件
确定波动方程解的条件,包括波源、介质性质和边界约束等 。
波的传播特性
01
02
03
反射和折射
当波遇到不同介质时,部 分能量反射,部分能量折 射进入新介质。
干涉和衍射
当两个或多个波相遇时, 会产生干涉现象;波通过 障碍物时,绕过边缘产生 衍射现象。
多普勒效应
当波源或观察者移动时, 波的频率会发生变化。
03
惠更斯原理的应用
光的衍射现象
光的衍射
光在传播过程中遇到障碍 物时,会绕过障碍物继续 传播的现象。
研究惠更斯原理在非线性介质中 的应用,提高其在非线性波传播
模拟中的精度。
考虑波动性的影响
将波动性因素纳入惠更斯原理的模 型中,以更准确地描述波的传播。
发展高阶近似方法
研究和发展高阶近似方法,以处理 复杂波阵面形状和波的散射问题。

高二物理惠更斯原理及其应用PPT课件

高二物理惠更斯原理及其应用PPT课件

t +Δt 时刻的波面
uΔt
... ......
子波波源
t 时刻的波面
.
3
.
4
二、惠更斯原理的应用
利用惠更斯原理可解释波的衍射、反射和折射等现象。
1.波的衍射
波在传播过程中,遇到障碍物 时其传播方向发生改变,绕过障碍 物的边缘继续传播的现象。
波达到狭缝处,缝上各点都可看 作子波源,作出子波包络,得到新的 波前。在缝的边缘处,波的传播方向发生改变。 当狭缝缩小,与波长相近时,衍射效果显著。
.
11
; 电竞论坛 ;
费用了丶""恩。"宏七笑道:"不过依老婆你觉得,咱们改成收多少合适呢?""怎么说呢,五百灵石确实是太少了,壹位最普通の修行者,进城后随便去哪家店,打个零工壹天也能赚到好几百灵石丶"茹尔想了想后道:"咱觉得提高壹倍,提高到壹千灵石,壹点也不为过の。""壹千灵石?"宏七眼中 灵光壹闪:"要是壹个人提升到壹千灵石の话,以现在の圣城每次の进出城の人头数来算の话,壹天最少也有几千万人次の人,有时多の时候,壹天就几亿次,从外面进来壹次了。""那壹天の收入就是,数百亿接近千亿灵石了。"宏七啧啧道,活像壹个暴发户,"那咱们城主府就不愁没有灵石用 了。"壹座仙路上の圣城,若是壹天就能收入到几百亿の灵石,这确实是太恐怖了这个数字,灵石简直就是不是钱了丶"你也别太乐观了。"茹尔轻笑道:"现在咱们圣城进出の人,确实是很多,城中已经是人满为患了,多の时候有八十几亿人。""以咱们圣城の容量,早就容不下这么多の修行者 在这里聚集了,收他们壹千灵石壹次壹点也不为过。"茹尔道:"而且普通の修行者,也不会吃饱了没事,进进出出の,那些强壹点の修行者,壹次掏壹千灵石也根本不会在乎,平时喝顿酒也要花费这么多灵石了。""老婆说の有理。"宏七点头道:"现在咱们府中の大部分人,其实还是自己另外 贴补了灵石进去の,要不然光是他们每人壹天の开销,也不止壹千灵石呀丶""二千万人,壹天就算壹人得壹千灵石,也要用掉二百亿灵石。"想到这些,宏七不由得有些头痛:"这还不算,在别の方面の开销,给他们提供灵石,还只是其中の壹些小头丶城中の各座斗法台,各处の法阵,等等各地, 每天都需要大量の灵石维持运转丶""那是自然了,这可是壹座圣城呀,里面光是各界の修行者,就有八十几亿人,再加上外面の壹些生灵,最少也超过百亿了丶"茹尔叹道:"众多圣城中,哪里有圣城和咱们壹样の,人口这么多の,而且城区の面积也没有那么大丶""看来咱们还真得提高赋税了, 这个消息,咱用不用请示老城主呢?"他问道丶茹尔道:"你请示老城主干吗,老城主忙着呢,哪有空管这些事情,这些事情本就是城主府决定の事情丶刚开始执行の时候,肯定有不少人有意见の,不过过些天,等他们适应了,就不会再说什么了丶""恩,那就听老婆你の,改成壹千壹次丶"宏七笑了 笑,仿佛面前,现在就摆了壹大堆の芥子,里面装了无数の灵石丶。南海仙城,深夜时分丶根汉和红柳终于是来到了这南海仙城の外面,刚刚到这里,就听到了关于南风圣城の消息,就在三天前,南伤拍卖会又开始了丶拍卖会上,又出现了几件超级神兵,壹对上古西仙母の龙凤铃,还有壹把仙君 の炼丹炉丶(捌叁中文网)猫补中文肆0肆玖两件超级神兵(猫补中文)肆0肆玖两件超级神兵两件超级神兵壹出现,当时就引得南伤庄内大战,数位从天而降の强者,降临到了南伤庄,为了这两件神兵大打出手丶至于事后,有人说,看到了超绝强者负伤离开,也有人说,他们可能进入了外星域中大 战,两件神兵也相继消失不知道是被谁给拿了去了丶不过倒是有壹则消息,传到了这南海仙城中,那就是城主府の城主,宏七,因此受了重伤,据说是生命垂危丶刚听到这个消息の时候,根汉便楞了楞,宏七重伤,生命垂危?怎么会这样呢丶"你怎么了?"见到壹旁の根汉,身上杀机迸现,红柳推了 推他丶根汉扭头过来,眼中尽是血火,盯着红柳有些发毛,红柳沉声道:"你小子没事吧?"她还以为根汉是入了魔了,不过看那血火,倒也不是入魔了,而是壹种黑色の紫金血火,倒像是壹种特别の瞳术形成の壹种烈焰丶"没什么。"根汉心情很不好,又扫了扫那一些家伙の元灵,这一些家伙の消 息是从城主府附近听来の丶因为时隔三天了,南伤拍卖会上の消息,就传到了这南海仙城了丶南风圣城,就是南海仙城,下面管辖の百大圣城之壹,已经很近了,消息传到这座仙城也是最快の,然后再通过这里,传到其它の仙城和各大下属神城和圣城去丶"这家伙肯定有事。"红柳虽然说修为远 强于根汉,但是却没有根汉这样の天道宗の天眼,所以无法扫人元灵,要打探消息还得靠聊天,或者是更狠の搜魂丶不过谁也不会轻易,没饱了没事搜人家の魂,因为壹旦被搜魂の话,会有很严重の后遗症丶根汉和红柳来到了壹间酒馆,红柳还是照样,现在很困,先去睡觉了,让根汉守着她,她每 天都差不多是这样子の丶除了吃喝之外,大部分时间在睡觉,根汉则是在屋内布下了法阵,便自己走到了二楼の大厅,这里用餐の地方丶虽说是大上午の,但是在这里喝茶扯口水の人可不少,另外还有一些说书の艺人,现在正在这里讲故事呢,众人听得起神,不时の壹阵叫好丶根汉挑了个角落 の位置坐下,这种说书の艺人,以前在华国の壹些抗战剧中,没少见过这样の场景,在繁华の现代都市の时候,也有壹些古朴の茶楼,还能偶尔见到这种说书の艺人丶艺人今天说の故事,是壹出仙帝之女,遇上凡间情郎,与情郎壹道,智斗凡间の凶兽の故事丶说の是绘声绘色,有模有样の,就和真 の壹样,再加上这家伙の表现,还真是有那么回事丶根汉则是壹边吃着零食,壹边在想南风圣城の事情,三天前,便是又壹次の南伤拍卖会了,不知道出了什么意外,为何还会伤到宏七丶按理说,宏七当时也会避开の,南伤庄可能都不会去,只是在外面等着拍卖会结束,让他们去死斗,为何还会受 牵连呢丶"生命垂危?"只不过他又有些不解の是,为何传の是他生命垂危呢,以宏七の境界来说の话,若是遇到了壹些强大の魔仙之类の,完全就可以将他给秒了丶而敢于出来争那些至宝の人物,应该都是魔仙以上级别の大人物,就像当年の邪天壹样,修为深不可测,要真是他们出手の话,宏七 又受到了大招の袭击の话,甚至上渣子都不剩了丶"难道是别人对他下の手?"根汉眉头有些拧,现在也不知道,城主府到底发生什么了,宏七到底有没有事情丶之前他从昊宇仙城过来,到了瀚海仙城,然后又在瀚海仙城,等了五天,又从瀚海仙城到了现在の南海仙城,只不过没想到の是,南伤拍 卖会却在三天前结束了丶之所以根汉会很愤怒,并不是因为要依赖他们夫妇,需要他们帮忙找药材,而是因为他把他们夫妇当成朋友,当成半个亲人丶何况腴尔嫂子,还是她老婆媚尔の大师姐呢,这里还有壹层亲戚关系呢丶他在这里扫了扫现场听书人の元灵,从其中几人の元灵中得知,这里の 传送阵,要前往南风圣城の话,最好是去上官家亭丶因为上官家,据说有壹处传送阵,可以直达南风圣城丶好像就在前天晚上吧,上官家亭中,有壹大票人从南风圣城那边传送回来了,也是用の那里の传送阵,这两处の传送阵还是可以来回传送の丶连城主府の传送阵,都没有这么方便の,所以连 城主府中の壹些

惠更斯原理 课件

惠更斯原理 课件
是 v,在 Δt 时间之后各子波的波面如图中细曲线所示,细曲线圆的半
径是 vΔt。γ'是这些子波波面的包络面,它就是原来球面波的波面在
时间 Δt 后的新位置。可以看出,新的波面仍是一个球面,它与原来球
面的半径之差为 vΔt,表示波向前传播了 vΔt 的距离。
与此类似,可以用惠更斯原理说明平面波的传播(如图 2)。
答案:17 17.9
0.1
2
s=0.95 s,汽车运
思悟升华
回声测距的方法技巧
利用回声测距是波的反射的一个重要应用,它的特点是声源正
对障碍物,声源发出的声波与回声在同一条直线上传播。
(1)若是一般情况下的反射,反射波和入射波是遵从反射定律的,
可用反射定律作图后再求解。
(2)利用回声测距时,要特别注意声源是否运动,若声源运动,声
面也是圆的,这说明波面总是球面,你认为他的观点对吗?
答案:不对,波面是球面的称为球面波,波面是平面的称为平面波。
如地震波中就包含横波、纵波和面波三种。
2.怎样利用惠更斯原理解释波的传播?
图1
图2
答案:如图 1 所示,以 O 为球心的球面波在时刻 t 的波面为 γ,按
照惠更斯原理,γ 面上每个点都是子波的波源。设各个方向的波速都
解析:根据惠更斯原理,介质中任一波面上的各点,都可以看做发
射子波的波源,其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面就是
新的波面,同一波面上各质点的振动情况完全相同,选项 A 正确;不同
波面上质点的振动情况可能相同,选项 B 正确;波线始终与波面垂直,
选项 D 正确;球面波是以波源为中心的一个个球面,选项 C 正确。
如果知道某时刻一列波的某个波面的位置,还知道波速,利用惠

人教版高中物理选修3-4 12.6惠更斯原理(共41张PPT)

人教版高中物理选修3-4 12.6惠更斯原理(共41张PPT)
利用惠更斯原理解释波的衍射 衍射:波在传播过程中,遇到障碍物时其传播方向发生改变, 绕过障碍物的边缘继续传播。
正前方包络线是平直的,但在两 边缘处向影子区域弯曲,因而波 线相应的偏向影子区域。 即波改变传播方向,绕过障碍物 进入影子区域。
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波的折射 波的折射现象。 知道波的折射现象中折射角与入射角的关系。 知道波发生折射时的频率不变,波速和波长改变。
线
表示波的传播方向,叫做 水波的波面是一个个圆
波线。在各向同性的均匀介质中,
(即圆形波)
波线恒定与波面垂直。
波面和波线
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(如声波)
波线
对于平行光(光也是一种波)波面
是平面
波线
波前
波面 波前
波面
球面波的波线是沿半径方向的直线 平面波的波线是垂直于波面的平行直线 注意: 无论是球面波,还是平面波,同一波面上的各质点振动情况完全相同。
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用惠更斯原理解释波的反射法线平面ii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生活中的反射现象夏日的雷声轰鸣不绝声波在云层界面多次反射生活中的反射现象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

惠更斯菲涅耳原理ppt课件

惠更斯菲涅耳原理ppt课件
2.1 惠更斯-菲涅耳原理
2.1.1 光的衍射现象
光在传播过程中绕过障碍物的边缘而 偏离直线传播的现象叫光的衍射。
不但光线拐弯, 而且在屏上出现 明暗相间的条纹。
刀片,小圆盘的 衍射(透明片)。
透过手指缝看灯,也能看到衍射条纹。 衍射条件:障碍物的线度a近似等于光波波长。 a=10~100λ时,衍射现象显著,当a≈λ时,衍射现象极端明显 。
(a).次波是以假设形式提出的。
假设消除倒退波,没有理论根据,也不 正确。
衍射现象的分类
菲涅耳衍射:光源和观察屏(或二者之一) 离衍射孔(或缝)的距离有限,它也称 近场衍射,这种衍射图形会随屏到孔(缝) 的距离而变,较复杂。
光源 衍射物
P 观察屏
夫琅和费衍射:光源和观察屏都离衍射孔
(或缝)无限远,也称远场衍射,它实际上
(3). 四个假设
① 所有次波都有相同的初相位(令0 = 0)
② 次波是球面波
dE 1 cos(kr t)
r
③ dEp ds
④ 2 , nr (相位差,光程差 )
Huygens-Fresnel Principle:从同一波阵面上 各点所发出的子波,经传播而在空间某点相 遇时,也可相互迭加而产生干涉现象。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
dE CK( ) dS cos(t 2r )
r
K(): 倾斜因子 C: 比例系数
k( ) 1
0
π2
(4). 积分公式:
dE dsK ( ) cos(kr t)
r
dE c K ( ) cos(kr t)ds
r
E
dE
c
K
(
) A(
r
)
cos(kr

惠更斯原理波的反射与折射资料课件

惠更斯原理波的反射与折射资料课件
惠更斯原理由荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯在17世纪提出,是经典波动理论 的重要组成部分。
惠更斯在研究声波和光波的传播过程中,发现波前的任意点都可以视为新的子波 源,从而提出了这一原理。这一原理的提出为后来的波动理论研究奠定了基础。
02
波的反射原理
反射现象的定义
反射现象
当波遇到障碍物或界面时, 一部分能量会沿着原路径 返回的现象。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
相关领域的前沿研究
1 2 3
非线性波传播研究 非线性波传播是当前研究的热点领域之一,与惠 更斯原理的结合将有助于深入理解波在复杂介质 中的传播行为。
波动方程的求解方法研究 求解波动方程是研究波传播问题的关键,发展新 的求解方法将有助于提高理论模型的精度和可靠 性。
波与物质的相互作用研究 波与物质的相互作用是波传播过程中的重要现象, 研究这一现象有助于深入理解惠更斯原理的适用 条件和局限性。
总结词
惠更斯原理在电磁波传播中,可以应用于无线通信、 雷达、卫星通信等领域。
详细描述
电磁波在传播过程中遇到不同的介质或障碍物时,会 产生反射、折射和散射等现象。惠更斯原理可以用于 分析这些现象,帮助我们理解电磁波的传播特性和行 为。在无线通信和雷达系统中,惠更斯原理可以帮助 我们优化信号的传输和接收效果,提高通信质量和距 离。在卫星通信中,惠更斯原理也有着重要的应用, 例如在卫星信号的覆盖预测和地面站的设计中。
惠更斯原理波的反射与折射 资 料课件
CONTENTS
• 惠更斯原理概述 • 波的反射原理 • 波的折射原理 • 惠更斯原理在波的反射与折射
中的应用 • 惠更斯原理的挑战与未来发展
01
惠更斯原理概述
惠更斯原理定 义
惠更斯原理是指波在传播过程中,可以视为在波前任意一点 处形成子波源,子波源发出的波经过时间再向前传播,其后 任意时刻的波前由这些子波源的波包所确定。

惠更斯原理 课件

惠更斯原理  课件

波现象 比较项
波的反射
波的折射
传播方向
频率 f 波速 v 波长 λ
改变
不变 不变 不变
θ 反=θ 入
改变
不变 改变 改变
θ 折≠θ 入
探究一
探究二
说明 1.频率 f 由波源决定,故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率即 波源的振动频率相同。 2.波速 v 由介质决定,因反射波与入射波在同一介质中传播,故波速不 变;而折射波与入射波在不同介质中传播,所以波速变化。 3.据 v=λf 知,波长 λ 与 v 及 f 有关,即与介质及波源有关,反射波与入射 波在同一介质中传播,频率相同,故波长相同。折射波与入射波在不同介质 中传播,f 相同,v 不同,故 λ 不同。
探究一
探究二
解析:波的频率取决于波源的振动频率,与介质无关,故同一音叉发出的 声波在水中与在空气中传播时频率相同。但机械波在介质中传播的速度只
取决于介质性质,与波的频率无关,声波在水中传播的速度大于在空气中传 播的速度。由 v=λf 知,声波在水中的波长应较大,对应于题图中波形曲线 b, 故只有选项 A 正确。
都跟入射波相同,利用波的反射可以进行回声测距和超声波定位。 2.回声测距 (1)当声源不动时,声波遇到了静止障碍物会返回来继续传播,由于反射
波与入射波在同一介质中传播速度相同,因此,入射波和反射波在传播距离 一样的情况下,用的时间相等,设经过时间 t 听到回声,则声源距障碍物的距 离为 s=v 声2������。
探究二
3.超声波定位 蝙蝠、海豚能发出超声波,超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回 来。蝙蝠、海豚就是根据接收到反射回来的超声波来确定障碍物或食物的 位置,从而确定飞行或游动方向。
警示:波在同一均匀介质中传播可以看成匀速直线运动,其规律可以利
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4.下列说法正确的是( ) A.入射波面与法线的夹角为入射角 B.入射角跟反射角相等 C.入射波线与法线的夹角为入射角 D.入射波线与界面的夹角为入射角 【解析】选B、C.入射角是波线与法线间的夹角.由平面几何 知识可知,入射角跟反射角相等.B、C对.
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5.关于对惠更斯原理的理解,下列说法正确的是( ) A.同一波面上的各质点振动情况完全相同 B.同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同 C.球面波的波面是以波源为中心的一个个球面 D.无论怎样的波,波线始终和波面垂直 【解析】选A、C、D.按照惠更斯原理:波面是由振动情况完 全相同的点构成的面,而不同波面上质点的相位不同,故A对 B错.由波面和波线的概念,不难判定C、D正确.故正确答案为 A、C、D.
【解题指导】明确声波从一种介质进入另一种介质中时 传播速度发生变化的原因是解题的关键.
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【标准解答】选B.由于波的频率由波源决定,因此波无论在 空气中还是在水中频率都不变,C、D错.又因波在水中速度较 大,由公式v=λf可得,波在水中的波长变大,故A错,B正确.
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【典例】利用超声波可以探测鱼群的位置.在一只装有超声波 发射和接收装置的渔船上,向选定的方向发射出频率f=5.8× 104 Hz的超声波后,经过时间t=0.64 s收到从鱼群反射回来 的反射波.已知这列超声波在水中的波长λ =2.5 cm,求鱼群 到渔船的距离是多少?
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6.下列说法正确的是( ) A.入射角与折射角的比等于两波速比 B.入射波的波长小于折射波的波长 C.入射波的波长大于折射波的波长 D.入射波的波长等于反射波的波长 【解析】选D.由于一定介质中的波速是一定的,v1 是一个只 与两种介质的性质有关,而与入射角、折射角无v关2 的常数, A错.介质不确定时,入射波和折射波的波长大小来自系无法确 定.B、C错.
v声
t 2
.
(2)当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静
止的声源运动时,声源发声时障碍物到声源的距离为
s


v声

v

t 2
.
(3)当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静
止的声源时,声源发声时障碍物到声源的距离
s


v声

v
t 2
.
14
2.超声波定位 蝙蝠、海豚能发出超声波,超声波遇到障碍物或捕食目标时 会被反射回来.蝙蝠、海豚就是根据接收到反射回来的超声波 来确定障碍物或食物的位置,从而确定飞行或游动方向.
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【标准解答】所发射的超声波在水中的传播速度为:
v=λf=2.5×10-2×5.8×104 m/s=1 450 m/s
超声波往返的路程为:
s=vt=1 450×0.64 m=928 m
渔船到鱼群的距离为s1=
s 2
=464
m.
答案:464 m
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一、选择题 1.(2011·郴州高二检测)下列叙述属波的反射现象的是( ) A.夏日的雷声有时会轰鸣不绝 B.在空房间里讲话,会感到声音比在野外响 C.墙里讲话墙外听 D.讲话者又听到自己的回声 【解析】选A、B、D.A、B、D都属于波的反射现象,C属于波 的衍射现象.
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二、波的反射现象和波的折射现象中各量的变化
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波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象, 一些物理量相应发生了变化,比较如下:
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说明 1.频率f由波源决定,故无论是反射波还是折射波都与入射波 的频率,即波源的振动频率相同. 2.波速v由介质决定,因反射波与入射波在同一介质中传播, 故波速不变;而折射波与入射波在不同介质中传播,所以波 速变化. 3.据v=λ f知,波长λ 与v及f有关,即与介质及波源有关,反 射波与入射波在同一介质中传播,频率相同,故波长相同.折 射波与入射波在不同介质中传播,f相同,v不同,故λ 不同.
2
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【规律方法】求解回声测距问题的技巧 (1)求解反射波的波速是解题的基础.①若波在同一种均匀介 质传播过程中反射,则反射波的波速与入射波相同.②若波由 一种介质进入另一种介质中时反射(如从空气进入水中),则根 据波由一种介质进入另一种介质时频率不变,由v=λf求得反 射波在另一种介质中的速度. (2)正确画出声波及物体运动过程的几何关系图是解题的突破 口. (3)由s=vt求得声波及物体运动的距离并列出几何关系方程是 解题的关键.
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(1)波在同一均匀介质中传播可以看成匀速直线 运动,其规律可以利用匀速直线运动的规律进行分析; (2)反射波的波长、频率、波速跟入射波的相同.
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【典例1】某物体发出的声音在空气中的波长为1 m,波速为 340 m/s,在海水中的波长为4.5 m.海面上发出的声音经 0.4 s听到回声,则海水深为多少?
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2.下列说法中正确的是( ) A.水波是球面波 B.声波是球面波 C.只有横波才能形成球面波 D.只有纵波才能形成球面波 【解析】选B.若波面是球面,则为球面波,与横波、纵波无 关,由此可知B正确,C、D错误.由于水波不能在空间中传播, 所以它是平面波,A不正确.
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3.在反射过程中,反射波跟入射波相同的量是( ) A.波长 B.波速 C.频率 D.振幅 【解析】选A、B、C.振幅表示波的能量,在传播中发生变化, 而波的其他特征量不变.
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(1)波在两种介质的界面上发生折射的原因是波 在不同介质中的传播速度不同. (2)对于入射角为零的特殊现象,折射角也为零,即沿原方向 传播,但介质发生了变化,其波长和波速也相应发生变化.
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【典例2】一列声波从空气传入水中,已知水中声速较大,则 ()
A.声波频率不变,波长变小 B.声波频率不变,波长变大 C.声波频率变小,波长变大 D.声波频率变大,波长不变
【解题指导】求解此题应把握以下三点:
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【标准解答】声音在空气与在水中的频率相同,则
v空 v水 , 空 水
所以
v水

水 空

v空

4.5 1
340
m
/
s
1
530
m
/
s.
物体发出的声音经 t =0.2 s传至海底,故海水的深度为
2
s=v水· t =1 530×0.2 m=306 m.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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一、波的反射现象的应用
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1.回声测距
(1)当声源不动时,声波遇到了静止障碍物会返回来继续传
播,由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同,因
此,入射波和反射波在传播距离一样的情况下,用的时间相
等,设经过时间t听到回声,则声源距障碍物的距离为
s
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