惠更斯原理及其应用.ppt

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1、惠更斯原理及其应用 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望波在传播过程中遇到障碍物会怎波在传播过程中遇到障碍物会怎样传播呢？样传播呢？波在传播过程中遇到障碍物会怎波在传播过程中遇到障碍物会怎样传播呢？样传播呢？一、惠更斯原理一、惠更斯原理媒质中波动传到的各点，都可以媒质中波动传到的各点，都可以看作是发射子波的波源，而在看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的其后的任意时刻，这些子波的包络面就是新的波面。包络面就是新的波面。波线波线 表示波的传播

2、方向的直线表示波的传播方向的直线波阵面波阵面 振动相位相同的点组成的面振动相位相同的点组成的面波前波前 某一时刻最前面的波阵面某一时刻最前面的波阵面球面波球面波波线波线波阵面波阵面波前波前波线波线波阵面波阵面波前波前平面波平面波波线波线 波阵面波阵面也就是说，波前（最前沿的波面）上的每一点都可看作球面次波源，每一次波源发射的球面波以波的速度v传播，经过时间t之后形成球面半径为vt的球面次波。如此产生的无数个次波的包络就是t时间后的新波前。子波源子波源新波前新波前子波波面子波波面子波源子波源新波前新波前子波波面子波波面球面波球面波平面波平面波对球面波，其波阵面是以波源为球心对球面波，其波阵面是以

3、波源为球心的球面，波线是球的半径；对于平面的球面，波线是球的半径；对于平面波，其波阵面是平行等距的平面，波波，其波阵面是平行等距的平面，波阵面与波线垂直。阵面与波线垂直。当波动在各向同性的均匀介质中传播当波动在各向同性的均匀介质中传播时，用惠更斯原理求出的波阵面的几时，用惠更斯原理求出的波阵面的几何形状保持不变，波线也不发生弯曲，何形状保持不变，波线也不发生弯曲，而保持原来的方向而保持原来的方向二、波的反射二、波的反射1、定义：当波遇到障碍物时，会、定义：当波遇到障碍物时，会返回到原来的介质中继续传播，而返回到原来的介质中继续传播，而且反射角等于入射角；反射波的波且反射角等于入射角；反射波的波

4、长、频率和波速都与入射波相同，长、频率和波速都与入射波相同，这种现象叫做这种现象叫做波的反射波的反射。波的反射现象 回音壁反射定律反射定律入射角（入射角（i i）和反射角（）和反射角（i i）：）：入射波的波线与平面法线的入射波的波线与平面法线的夹角夹角i i 叫做入射角反射波叫做入射角反射波的波线与平面法线的夹角的波线与平面法线的夹角i i 叫做反射角叫做反射角反反射射定定律律：入入射射线线、法法线线、反反射射线线在在同同一一平平面面内内，入入射射线线与与反反射射线线分分居居法法线线两两侧侧，反射角等于入射角。反射角等于入射角。i ii i三、波的折射三、波的折射1、定义：波的折射：波从一种

5、介质、定义：波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做生了改变的现象叫做波的折射波的折射折射角（折射角（r）：）：折射波的波线与两折射波的波线与两介质界面法线的夹介质界面法线的夹角角r叫做折射角叫做折射角2、折折射射定定律律：入入射射线线、法法线线、折折射射线线在在同同一一平平面面内内，入入射射线线与与折折射射线线分分居居法法线线两两侧侧入入射射角角的的正正弦弦跟跟折折射射角角的的正正弦弦之之比比等等于于波波在在第第一一种种介介质质中中的的速速度度跟跟波波在在第第二二种种介介质质中中的的速速度之比：度之比：折射现象的特点当入射速度大

6、于折射速度时，折射角折向法线当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线.当当垂垂直直界界面面入入射射时时，传传播播方方向向不不改改变变，属属折折射射中中的特例的特例在在波波的的折折射射中中，波波的的频频率率不不改改变变，波波速速和和波波长长都都发生改变发生改变 波波发发生生折折射射的的原原因因：是是波波在在不不同同介介质质中中的的速速度度不不同同 例题及练习题例题及练习题1、频率为、频率为1000Hz的声音，由空气的声音，由空气传入水中（空气中的声速传入水中（空气中的声速340m/s，水中的声速为水中的声速为145

7、0m/s），它的波长），它的波长如何变化？如何变化？变为多少？变为多少？变长，变长，1.45m2、甲、乙两人平行站在一堵墙的前面，、甲、乙两人平行站在一堵墙的前面，两人相距两人相距2a，距离墙均为，距离墙均为 当甲开了一枪后，乙经过时间当甲开了一枪后，乙经过时间t听到第一听到第一次枪声，则乙听到第二次枪声的时间次枪声，则乙听到第二次枪声的时间A、甲开枪后、甲开枪后2t B、甲开枪后、甲开枪后3t C、甲开枪后、甲开枪后4t D、甲开枪后、甲开枪后3、某测量员是这样利用回声测量、某测量员是这样利用回声测量距离；他站在两平行峭壁间的某一距离；他站在两平行峭壁间的某一个位置鸣枪，经过个位置鸣枪，经过1.00s第一次听第一次听到回声，又经过到回声，又经过0.5s再次听到回声，再次听到回声，已知声速为已知声速为340m/s，则两峭壁间，则两峭壁间距离为多少？距离为多少？425m