恵更斯原理(上课用)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,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。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）。,波线,：,箭头,表示波的传播方向的线（类比电场线）,波面,波线,波面,波线,波面和波线的关系：,垂直,（类似电场线与等势面的关系）,二 、惠更斯原理,内容：介质中任意波面上的各点都可看作发射子波的波源。其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面（拿布去包裹形成的面）是新的波面,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。,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,时刻的波面,t,+,t,时刻的波面,子波波源,t,v,二 、惠更斯原理,确定下一时刻平面波的波面,确定下一时刻球面波的波面,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,子波波源,t,+,t,时刻,的波面,t,时刻,的波面,t,u,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。,二 、惠更斯原理,三、波的反射,反射角,i,：反射波的波线与平面法线的夹角,入射角,i,：入射波的波线与平面法线的夹角,波遇到障碍物时会返回继续传播的现象,法线,平面,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，入射角等于反射角,2,、反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同,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。,三、波的反射定律证明,A,B,a,c,b,a,c,b,由惠更斯原理，,A,、,B,为同一波面上的两点,证毕,A,B,界面,介质,I,介质,II,四、波的折射,折射角（,r,）：,折射波的波线与法线的夹角,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,法线,四、波的折射,折射定律：,入射线、法线、折射线共面，入射线与折射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,折射的原因：波在不同介质中速度不同,由惠更斯原理，,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，,证毕,四、波的折射定律证明,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,注意：,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？,