第十二章 机械波第六节 惠更斯原理一.波面和波线一.波面和波线波面: 同一时刻,介质中处于波峰或波谷的质点所构成的面叫做波面。波面波线: 用来表示波的传播方向的跟各个波面垂直的线叫做波线。波线波面波线二.惠更斯原理 二.惠更斯原理 惠更斯原理内容: 介质中任意波面上的各点,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。 为了解释与波的传播相关的现象,惠更斯提出了一个原理。 应用: 根据惠更斯原理,知道某一时刻一列波的某个波面的位置、波速,可以用几何做图法确定下一时刻的波面。因此这一原理又叫惠更斯作图法,它在很大程度上解决了波的传播方向问题。惠更斯原理的应用: 惠更斯原理的应用: 用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面. . . . . . . . .t 时刻的波面tΔ+t时刻的波面子波波源tvΔ.... . ....... ....子波波源tΔ+t时刻的波面t 时刻的波面tvΔ惠更斯原理的应用: 惠更斯原理的应用: 用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面惠更斯原理的应用: 惠更斯原理的应用: 用惠更斯原理可解释波的衍射现象 波达到狭缝处,缝上各点都可看作子波源,作出子波包络,得到新的 波前。在缝的边缘处,波的传播方向发生改变。 当狭缝缩小,与波长相近时,衍射效果显著。衍射现象是波动特征之一。用惠更斯原理解释折射定律sinsinir =CBABADAB1=u2u=u u ΔΔ12 ttCAiiu Δt1u Δ2 tBDrr 由惠更斯原理, A 、 B 为同一波面上的两点,A 、 B 点会发射子波,irABCDitu 2rtu 1经 t 后, B 点发射的子波到达界面处 D 点, A 点的到达 C 点,ADBDi sinADtu 1ADACr sinADtu 221sinsinuuri tt//212121n证毕定理证明 : 惠更斯原理不能说明子波的强度分布,也不能解释波动为什么不会向后传播的问题。 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。i'ii'iABa cba`c`b`由惠更斯原理, AB 为波的一个波面``AABB```AABBABABBABA```ii `tv A`B`用惠更斯原理解释波的反射 用惠更斯原理解释波的反射 取决于反射时折射时频率振源不变不变波速介质不变改变波长频率和波速改变改变波在反射、折射时的频率、波速和波长波在反射、折射时的频率、波速和波长