§12-5惠更斯原理

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1、§12-5惠更斯原理由前面讨论可知：当波在弹性介质中传播时，介质中任一点P的振动，都可以引起周围邻近质点的振动。尔后，这些质点又可引起更远质点的振动。由此可见，传播波的介质中任何一点都可以看成新的波源。如：水面波遇到障碍物说明：小孔处质点的振动可视为新的波源，它发出的波称为子波现象？惠更斯是荷兰著名的物理学家。在力学、数学、天文学等方面都有研究成果。如：发现了木卫六。惠更斯于1690年总结出波的传播规律，即惠更斯原理。表述：波所到达的每一点，都可以看作是发射子波的波源，在其后的任意时刻，这些子波的包迹就是新的波前.——

2、适用于任何波动过程。一、惠更斯原理平面波应用：利用惠更斯原理可以由t时刻波阵面画出t+Δt时刻的波阵面（波前）。球面波P44，图右侧倒数3行二、波的衍射1.概念波在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物的边缘继续前进的现象称为波的衍射（或绕射）。说明：一切波动都具有衍射现象，衍射现象是否明显，决定着波长与障碍物线度比值的大小。P45，二下面1，2行一般来说：障碍物d越小或波长越大，则衍射现象越显著，如声波波长较大，有几十米左右，因此衍射现象较显著，而波长较短的波（如超声波、光波等），衍射现象不显著呈现出明显的方向性，即沿

3、直线传播。凡在技术上需要定向的传播信号，就需要波长较短的波。如:雷达探测物体、测物体的远近等。2．用惠更斯原理解释波的衍射现象：当平面波到达障碍物AB上的一条狭缝时，缝上各点可看成是子波的波源，各子波源都发出球形子波。这些子波的包迹面已不再是平面。靠近狭缝的边缘处，波面弯曲，波线改变了原来的方向，即绕过了障碍物继续前进。如果障碍物的缝更窄，衍射现象就更显著。结束三、波的反射和折射（不要求）N界面三、波的反射和折射R界面IL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iiiA1A2A3B2B

4、3B1NNAId时刻tB2B3B1NNAIBL时刻t+△t波的折射时刻tiiiA1A2A3B2B3B1NNAIdⅠⅡ用惠更斯原理证明.1）折射线、入射线和界面的法线在同一平面内；2）N界面RN界面IL时刻t+△tⅠⅡB2B3B1NNAIBRiiiA1A2A3B2B3B1NNAIdⅠⅡⅠⅡ时刻t时刻t+△tB2B3B1NNAIBR所以1）遇到障碍物可得到衍射波的波阵面。2）推导反射定律和折射定律。惠更斯原理用途惠更斯原理在相当广泛的范围内解决了波的传播方向的问题。四、入射波和折射波、反射波的相位关系波密媒质：特性阻抗u

5、相对较大.波疏媒质：特性阻抗u相对较小.介质的密度与波速u的乘积u称为特性阻抗.在两种介质的分界面处,反射波与透射波引起的两振动相位相同，没有相位变化.1.透射波2.反射波当波从波疏介质入射到波密介质，入射波与反射波在界面处的相位相反,即反射波在分界处产生的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失.当波从波密介质入射到波疏介质，入射波与反射波在界面处的相位相同，即反射波在分界处无半波损失.波密介质较大波疏介质较小有半波损失波密介质较大波疏介质较小无半波损失