(精品)6　惠更斯原理.pptx

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1、1 12.2.6 6 惠更斯原理惠更斯原理朱 妮金属丝周期性触动水面，可金属丝周期性触动水面，可以看到：以看到：水波形成圆形的波水波形成圆形的波纹从波源向周围传播纹从波源向周围传播。用长方形直条作为波源拍击水用长方形直条作为波源拍击水面：面：产生直线波纹的水波。产生直线波纹的水波。图中：圆和直线表示了波的波峰（或波谷）图中：圆和直线表示了波的波峰（或波谷）一、波面、波前和波线一、波面、波前和波线波面波面：从波源发出的波经过：从波源发出的波经过同一传播时间同一传播时间而达到的各点而达到的各点所组成的面，叫做波面。同一波面的各质点，振动情况所组成的面，叫做波面。同一波面的各质点，振动情况完全相同。

2、完全相同。波面是平面的波称为波面是平面的波称为平面波；平面波；波面是圆（球）波面是圆（球）形的波称为形的波称为圆（球）形圆（球）形波波；波线波线：表示波的传播方向的：表示波的传播方向的带带箭头的箭头的线线。波面波线波面波线波面和波线的关系：波面和波线的关系：互相垂直。互相垂直。最前面的最前面的波面波面叫做波前。叫做波前。波前波前：缝宽与水波的波长相当缝宽与水波的波长相当，可以看到：在直线波纹的，可以看到：在直线波纹的水波传播过程中，到达一个水波传播过程中，到达一个宽度与波长相差不多的宽度与波长相差不多的狭缝狭缝时，水波穿过了狭缝，狭缝后面的时，水波穿过了狭缝，狭缝后面的波纹呈圆形波纹呈圆形，以

3、缝为圆心沿半径方向向周围传去，以缝为圆心沿半径方向向周围传去，好像狭缝就是好像狭缝就是波源一样波源一样。二二 、惠更斯、惠更斯原理原理 P32 1 1、内容：、内容：波在传播过程中所达到的每一点都可以看波在传播过程中所达到的每一点都可以看做做新的波源新的波源，从这些点发出的，从这些点发出的球面形状球面形状的的子波子波，其后任，其后任一时刻这些一时刻这些子波波前的子波波前的包络面包络面就是就是新的波前新的波前。(一些几何图形的公切面，被称为这些图形的一些几何图形的公切面，被称为这些图形的包络面包络面)克里斯蒂安克里斯蒂安克里斯蒂安克里斯蒂安惠更斯惠更斯惠更斯惠更斯 (Christian(Chri

4、stian(Christian(Christian HuygensHuygensHuygensHuygens，16291695)16291695)16291695)16291695)荷兰物理学家、荷兰物理学家、荷兰物理学家、荷兰物理学家、数学家、天文学家。克里斯蒂安数学家、天文学家。克里斯蒂安数学家、天文学家。克里斯蒂安数学家、天文学家。克里斯蒂安惠更惠更惠更惠更斯是与牛顿同一时代的科学家，是历斯是与牛顿同一时代的科学家，是历斯是与牛顿同一时代的科学家，是历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，他对史上最著名的物理学家之一，他对史上最著名的物理学家之一，他对史上最著名的物理

5、学家之一，他对力力力力学和光学学和光学学和光学学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研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越的研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越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。的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。.t 时刻的波前t+t时刻的波前子波波源tv2 2、确定下一时刻、确定下一时刻平面波平面波的波面的波面3、确定下一时刻、确定下一时刻球面波球面波的波面的波面.子波波源子波波源t+t时刻时刻的波前

6、的波前t 时刻时刻的波前的波前tv 作用作用：由已知的波面通过几何：由已知的波面通过几何作图方法确定下一时刻平面波、球作图方法确定下一时刻平面波、球面波等的波面，根据两者（面波等的波面，根据两者（波线与波线与波面波面）的）的垂直垂直关系，从而关系，从而确定波的确定波的传播方向传播方向，所以惠更斯原理又叫，所以惠更斯原理又叫惠惠更斯作图法更斯作图法。三、波的反射三、波的反射 反射角反射角ii：反射波的波线与法线的夹角：反射波的波线与法线的夹角波在传播过程中，遇到两种介质的分界面时返回波在传播过程中，遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象到原介质继续传播的现象 法线法线平面平面入射角入射

7、角i i：入射波的波线与法线的夹角：入射波的波线与法线的夹角 经经 t t后，后，B B点发射的子波到达界面处点发射的子波到达界面处B点，点，A A点发射的子波到达点发射的子波到达AA点。点。同种介质，波速不变同种介质，波速不变。波的反射定律证明（波的反射定律证明（P33P34）ABacbacb由惠更斯原理由惠更斯原理，A A、B B为同一波面上的两点，为同一波面上的两点，AA、BB为同一波面上的两点。为同一波面上的两点。AB蝙蝠的蝙蝠的“眼睛眼睛”：18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠是靠高频率的尖叫来确尼研究蝙蝠在夜间活动

8、时，发现蝙蝠是靠高频率的尖叫来确定障碍物的位置的。这种尖叫声频率在定障碍物的位置的。这种尖叫声频率在2万到万到10万赫兹万赫兹之间，之间，我们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不到的。这样的声我们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不到的。这样的声波称为超声波。波称为超声波。蝙蝠发出蝙蝠发出超声波超声波，然后借助物体反射回来的，然后借助物体反射回来的回声，就能判断出所接近的物体的大小、形状和运动方式回声，就能判断出所接近的物体的大小、形状和运动方式。隐形飞机隐形飞机F117F117雷达确定目标雷达确定目标示意图示意图雷达是利用无线电波发现目标，雷达是利用无线电波发现目标，并测定其位置的设备。由于无并

9、测定其位置的设备。由于无线电波具有恒速、定向传播的线电波具有恒速、定向传播的规律，因此，当雷达波碰到飞规律，因此，当雷达波碰到飞行目标行目标(飞机、导弹）等时，一飞机、导弹）等时，一部分雷达波便会部分雷达波便会反射反射回来，根回来，根据反射雷达波的时间和方位便据反射雷达波的时间和方位便可以计算出飞行目标的可以计算出飞行目标的位置位置。界面界面介质介质I I介质介质IIII四、波的折射四、波的折射 折射角（折射角（r）：）：折射波的波线与法线的夹角折射波的波线与法线的夹角 波从一种介质进入另一种介质时，波的传波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了偏折的现象叫做播方向发生了偏折的现象叫做

10、波的折射波的折射法线法线折射的原因：折射的原因：波在不同介质中速度不同波在不同介质中速度不同 由惠更斯原理由惠更斯原理，A A、B B为同一波面上的两点为同一波面上的两点 经经 t t后，后，B B点发射的子波到达界面处点发射的子波到达界面处D D点，点，A A点的子波到达点的子波到达C C点，点，波的折射规律的推导波的折射规律的推导 波折射的规律波折射的规律（与光的折射定律相同）（与光的折射定律相同）（1）入射线、法线、折射线在）入射线、法线、折射线在同一平面内；同一平面内；（2）入射线与折射线分局居法）入射线与折射线分局居法线两侧；线两侧；（3）入射角正弦与折射角正弦）入射角正弦与折射角正

11、弦之比等于波在第一种介质中传播之比等于波在第一种介质中传播速度与在第二种介质中传播速度速度与在第二种介质中传播速度之比：之比：（4）在折射中，）在折射中，频率不变频率不变，波速和波长都会发生改变。，波速和波长都会发生改变。只与两种介质的只与两种介质的性质有关性质有关而与入射角度无关的常数。而与入射角度无关的常数。1.1.当当V V1 1VV2 2时，时，ir,ir,即折射线靠拢法线；即折射线靠拢法线；当当V V1 1 V V2 2时，时，ir,ir,即即折射波线远离法线。折射波线远离法线。2.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例。射中的特例。3

12、.在波的折射中，波的在波的折射中，波的频率不改变频率不改变，波速、波，波速、波长都发生改变。长都发生改变。注意：注意：猜想：波的反射、折射与光遵守同样的规律，猜想：波的反射、折射与光遵守同样的规律，那光是波或波是光呢？那光是波或波是光呢？1.一列声波在空气中的波长为一列声波在空气中的波长为25cm，传播速度为，传播速度为340m/s，这，这列声波传入另一种介质中时，波长变为列声波传入另一种介质中时，波长变为80cm，它在这种介质，它在这种介质中传播速度是多少？中传播速度是多少？1088m/s2.一列声波以一列声波以60的入射角入射到两种介质的界面上，反射波的入射角入射到两种介质的界面上，反射波刚好跟折射波垂直，若入射波的波长为刚好跟折射波垂直，若入射波的波长为0.6m，求折射波的波，求折射波的波长和反射波的波长？长和反射波的波长？