惠更斯原理知识要点归纳

§12.6惠更斯原理
一、波面和波线
波面：振动状态相同的质点组成的面。

波线：表示波的传播方向的线，箭头表示传播方向
波面和波线的关系：垂直
二、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）之后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面是波在该时刻的新的波面
说明：
1．原理的依据：1）波动在介质中是逐点传播的；2）各质点作与波源完全相同的振动
2．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。

3．该原理对非均匀媒质也成立，只是波面的形状和传播方向可能发生变化。

三、惠更斯原理的应用
1．波的反射：
1）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．
2）入射角（i）：入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。

3）反射角（i’）：反射波的波线与平面法线的夹角i’叫做反射角。

4）反射定律：
入射波线、法线、反射波线在同一平面内，入射波线与反射波线分居法线两侧，反射角等于入射角。

由惠更斯原理解释证明：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。

`
`AA
B
B=
`
`
`AA
B
B
AB∆
≅
∆
A
BB
AB
A`
`
`∠
=
∠
i
i=`
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。

2．波的折射：
1）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。

2）折射角（r）：折射波的波线与法线的夹角
3）折射定律：入射波线、法线、折射波线共面，入射波线与折射波线分居法线两侧．入射角、折射角的正弦比等于波在第一种介质和第二种介质中的速度比
2
1
sin
sin
v
v
r
i
=
表达式：
4）折射的原因：波在不同介质中速度不同
由惠更斯原理解释证明，A、B为同一波面上的两点经∆t后，B点发射的子波到达界面处D点，A点的到达C点，
AD
BD
i=
sin
AD
t
v∆
=1
AD
AC
r=
sin
AD
t
v∆
=2
2
1
sin
sin
v
v
r
i
=
注意：
1)当入射速度大于折射速度时，折射波线靠拢法线；当入射速度小于折射速度时，折射波线远离法线。

2)当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例
3)在波的折射中，波的频率不改变，波速、波长都发生改变
4)波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同．
3．由惠更斯原理分析波的衍射现象
当波传到孔（缝）时，在孔（缝）处的波面上有许多子波源，每个子波源都向外传播子波面，从而使波传到孔（缝）后面的衍射区域，产生了衍射现象。

注意：惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的强度，无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小的关系。

同步练习：
1．下列说法中不正确的是( )
A．只有平面波的波面才与波线垂直
B．任何波的波线与波面都相互垂直
C．任何波的波线都表示波的传播方向
D．有些波的波面表示波的传播方向
2．以下关于波的认识，正确的是( )
A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的反射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
3．一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
4．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
5．甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a，距离墙均为3a，当甲开了一枪后，乙在时间t后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为( )
A．听不到B．甲开枪3t后
C．甲开枪2t后D．甲开枪3＋7
2
t后
6．下列哪些现象不属于反射现象（）
A．回声B．夏日雷声轰鸣不绝
C．水波绕过水中芦苇秆传播D．在空房中讲话感到声音更响
E．水波从深水区进入浅水区传播方向发生改变
7．对于波长为100m的声波，下列哪些说法是错的（）
A．在同一介质中，比波长为20m的声波传播快
B．在空气中频率比在水中大
C．声波能发生折射，但折射后频率改变
D．声波能发生反射，但反射后波速改变
8．声波在空气中传播速度v1＝340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s，一人用锤子敲击一下铁桥的一端而发出声音，经空气和桥传到另一端的时间差为2s，则桥长________m，空气中和钢铁中声波的频率之比是________，波长之比是________。

9．一列声波在空气中的波长为34 cm，传播速度为340 m/s，这列声波传入另一介质时，波长变为68 cm，它在这种介质中的传播速度是多少？该声波在空气中与介质中的频率各是多少？
10．某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340m/s，那么他至少要离障碍物多远？(原声与回声区分的最短时间为0.1 s)
11．一木匠在房顶上用铁锤钉钉子，有一位过路者在观察，他看到锤子举到最高点时，也恰好听到敲打声，他抬手看了看手表，木匠敲了8下用4 s，他便很快估计出他到木匠的最小距离不小于85 m，设声速为340 m/s，木匠上举和向下放锤的时间相等，说说旁观者用的方法，写出他到木匠距离的表达式。

答案
1．AD 2．ABCD 3．B 4．ACD 5．C 6．CE 7．ABCD 8．730.7m；1:1；17:245 9．680 m/s 1000Hz 1000Hz 10．17m 11．x＝85(2n＋1)m(n＝0,1,2，…)。