3-4-24惠更斯原理波的反射和折射

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,*,第四节,惠更斯原理,波的反射和折射,克里斯蒂安,惠更斯,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。,一,.,惠更斯原理,引言,：,波在各向同性的均匀介质中传播时，波速、波振面形状、波的传播方向等均保持不变。但是，如果波在传播过程中遇到障碍物或传到不同介质的界面时，则波速、波振面形状、以及波的传播方向等都要发生变化，产生反射、折射、衍射、散射等现象。在这种情况下，要通过求解波动方程来预言波的行为就比较复杂了。惠更斯原理提供了一种定性的几何作图方法，在很广泛的范围内解决了波的传播方向等问题。,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,.,知某一时刻波前，可用几何方法决定下一时刻波前；,.,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。,(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。,惠更斯原理,：,球面波,波源,.,.,.,.,.,.,.,.,平面波,.,.,.,.,.,传播方向,t,+,t,波面,t,波面,传播方向,t,波面,t,+,t,波面,u,t,u,t,N,界面,四 波的反射和折射,I,L,用惠更斯原理证明：,2,）,1,）,反射线、入射线和界面的法线在同一平面内；,反射定律,B,2,B,3,B,1,N,N,A,I,B,L,时刻,t+,t,R,i,B,2,B,3,B,1,A,时刻,t,i,i,A,1,A,2,A,3,N,N,I,d,时刻,t,所以,时刻,t+,t,B,2,B,3,B,1,N,N,A,I,B,R,i,B,2,B,3,B,1,A,i,i,A,1,A,2,A,3,N,N,I,d,