高中物理课件-第六节惠更斯原理19张

1、内容：波在传播过程中所达到的每一点都可以
看做新的波源，从这些点发出的球面形状的子波，其后
任一时刻这些子波波前的包络面就是新的波前。
(一些几何图形的公切面，被称为这些图形的包络面)
2、确定下一时刻平面波的波面
t +Δt 时刻的波前
vΔt
.........
子波波源
t 时刻的波前
3、确定下一时刻球面波的波面
折射角（r）：折射波的波线与法线的夹角
折射的原因： 波在不同介质中速度不同
法线
i
介质I
介质II
界面
r
波折射的规律（与光的折射定律相同）
（1）入射线、法线、折射线在 同一平面内； （2）入射线与折射线分局居法 线两侧；
（3）入射角正弦与折射角正弦 之比等于波在第一种介质中传播 速度与在第二种介质中传播速度
3.在波的折射中，波的频率不改变，波速、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？
1. 一列声波在空气中的波长为25cm，传播速度为340m/s，这
列声波传入另一种介质中时，波长变为80cm，它在这种介质
中传播速度是多少？
1088m/s
2. 一列声波以60°的入射角入射到两种介质的界面上，反射 波刚好跟折射波垂直，若入射波的波长为0.6m，求折射波的 波长和反射波的波长？
之比： sin i v1 sin r v2
（4）在折射中，频率不变，波速和波长都会发生改变。
v1 只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数。 v2
注意：
sin i v1 1 sin r v2 2
1.当V1>V2时，i>r,即折射线靠拢法线； 当V1<V2时，i<r,即折射波线远离法线。
2.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折 射中的特例。
0.2 3m,0.6m
Байду номын сангаас
回到原介质继续传播的现象
法线
i i'
入射角i：入射波的波线与法线的夹角 平面
反射角i’：反射波的波线与法线的夹角
规律（与光的反射定律相同）： 1、入射线、法线、反射线在同一平面内，入
射线与反射线分别位于法线两侧 2、反射角等于入射角 3、反射波的波长、频率、波速与入射波相同
四、波的折射
波从一种介质进入另一种介质时，波的传 播方向发生了偏折的现象叫做波的折射
波面和波线的关系：互相垂直。
波线
波面
波线
波面
缝宽与水波的波长相当，可以看到：在直线波纹的 水波传播过程中，到达一个宽度与波长相差不多的 狭缝时，水波穿过了狭缝，狭缝后面的波纹呈圆形， 以缝为圆心沿半径方向向周围传去，好像狭缝就是 波源一样。
二 、惠更斯原理 P32
克里斯蒂安·惠更斯 (Christian Huygens，1629—1695)荷兰物理学家、 数学家、天文学家。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。
t +Δt 时刻
的波前
vΔt
t 时刻
的波前
.
.. . . . ..
.
.. . . . ..
子波波源
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（波线与 波面）的垂直关系，从而确定波的 传播方向，所以惠更斯原理又叫惠 更斯作图法。
三、波的反射
波在传播过程中，遇到两种介质的分界面时返
2.4 惠更斯原理 波的反射与折射
金属丝周期性触动水面，可 以看到：水波形成圆形的波 纹从波源向周围传播。
用长方形直条作为波源拍击水 面：产生直线波纹的水波。
图中：圆和直线表示了波的波峰（或波谷）
一、波面、波前和波线
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。同一波面的各质点，振动情况 完全相同。波面是平面的波称为平面波；波面是圆（球） 形的波称为圆（球）形波； 波前：最前面的波面叫做波前。 波线：表示波的传播方向的带箭头的线。