6惠更斯原理一、惠更斯原理1．波面与波线(1)波面：在波的传播过程中，某时刻任何振动状态都相同的介质质点所组成的面，叫波面．(2)波线：指与波面垂直的那些线，代表了波的传播方向．如图所示．2．波的分类(1)球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以波源为球心的一个个球面，波线就是这些球面的半径．(2)平面波：指波面是平面的波．3．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．将一颗石子投到池塘的中央，可以看到一圈圈的水波由中央向外传播，其中这一圈圈的波峰构成的是波面还是波线？提示：波面．波面由振动状态相同的点组成，而波线对应波的传播方向．二、惠更斯原理的应用如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而确定波的传播方向．但无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小关系．三、波的反射1．定义：波遇到障碍物时会返回来继续传播的现象．2．反射定律(1)入射角：入射波线与反射面法线的夹角，如图中的α.(2)反射角：反射波线与反射面法线的夹角，如图中的β.(3)反射定律：反射波线、入射波线和法线在同一平面内，反射波线和入射波线分别位于法线两侧，反射角等于入射角．夏天的雨季，大雨来临前一道闪电过后，接着我们会听到一阵“轰轰隆隆”的雷鸣，说一说这种雷声是怎么形成的．提示：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．四、波的折射1．折射现象波在传播过程中，由一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生偏折的现象，如图所示．2．折射规律(1)频率：频率不变；(2)波速：发生变化；(3)波长：发生变化．3．折射定律(1)内容：入射角的正弦跟折射角的正弦之比，等于波在第Ⅰ种介质中的波速与波在第Ⅱ种介质中的波速之比．(2)公式：＝.考点一波面和波线惠更斯原理1．波面在波的传播过程中，振动状态相同的点组成的平面叫做波面．(1)球面波：如图甲所示，球面波的波面是以波源为中心的一个个球面．(2)平面波：如图乙所示，平面波的波面是一个个互相平行的平面．(3)对波面的理解①波面不一定是面，如水波，它只能在水面上传播，水面的波面是以波源为圆心的一簇圆．②球面波传播到离波源很远的距离处时，在空间的某一小区域内各相邻的球形波面可以近似地看成是相互平行的平面，因此可以认为是平面波．2．波线沿波的传播方向与波面垂直的线，叫做波线．它代表了波的传播方向．波线和波面有什么关系？(1)在各向同性的均匀介质中，波线与波面垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面．(2)球面波的波线是沿半径方向的射线，平面波的波线是垂直于波面的平行直线，如上图所示．3．惠更斯原理(1)内容：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．这就是惠更斯原理．(2)用惠更斯原理解释波的传播在Δt时间内，子波传播的距离为r＝vΔt，而子波形成的新的波面相对于原波面传播的距离s＝vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离．如左图所示．与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播(右图)．在惠更斯原理中，同一波面上的各点都可以看做子波的波源，而且波源的频率与子波源的频率相等.(3)用惠更斯原理解释衍射现象由惠更斯原理知，波面上的每一点都可以看做子波的波源，位于障碍物边缘或狭缝处的点也是子波的波源，所以波可以到达障碍物的后面．惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的强度，所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小之间的关系．【例1】请利用惠更斯原理解释球面波的传播．【导思】1.惠更斯原理是什么？2．什么样的波叫球面波？【解析】如图所示，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是v，在Δt时间之后各子波的波面如图中小半圆所示，小半圆的半径是vΔt.γ′是这些子波波面的包络面，它就是原来球面波的波面γ在时间Δt后的新位置．可以看出，新的波面仍是一个...
