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1、2-6 惠更斯原理讲解惠更斯原理时应着重理解:子波的概念。1克里斯蒂安克里斯蒂安惠更斯惠更斯 惠更斯:惠更斯: ( (ChristianHaygenChristianHaygen, 16291695)16291695)荷兰物理学家、数学家、天荷兰物理学家、数学家、天 文学家。文学家。16291629年出生于海牙。年出生于海牙。 16551655年获得法学博士学位。年获得法学博士学位。 16631663年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员。年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员。 克里斯蒂安克里斯蒂安惠更斯(惠更斯(ChristianChristian Huygens Huygens 1629-169
2、51629-1695)是与牛顿同一时代的科学家,是历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,他对力学的发展史上最著名的物理学家之一,他对力学的发展 和光学的研究都有杰出的贡献,在数学和天文和光学的研究都有杰出的贡献,在数学和天文 学方面也有卓越的成就,是近代自然科学的一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。 位重要开拓者。 2复习:波动中的几个概念复习:波动中的几个概念1 1. .波线波线由波源发出的,指向波的传播方向 的射线为波线。2 2. .波面波面振动相位相同的各点组成的曲 面。3 3. .波前波前某一时刻波动所达到最前方的各点所连 成的曲面。波线波线
3、平面波球面波波波 前前波面波面波线波线波面波面波波 前前3二、惠更斯原理二、惠更斯原理1.介质中波动传播到的各点,都可看成发 射球面子波的子波源(点波源)。2.以后的任意时刻这些子波的包络面就是 新的波前。平面波t+t时刻波面ut波传播方向t 时刻波面球面波t+ t4三、波的衍射三、波的衍射衍射:波在传播过 程中,遇到障碍物时其 传播方向发生改变,绕 过障碍物的边缘继续传 播。利用惠更斯原理可解释波的衍射、反 射和折射。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。5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
4、。水波通过狭缝后的衍射 图象。 惠更斯原理可以解释衍 射现象,但不能计算波 的强度分布。6播放教学片播放教学片 CD8 CD8 波的干涉与衍射波的干涉与衍射 7四、波的反射与折射四、波的反射与折射 当波传播到两种 介质的分界面时,一 部分反射形成反射波 ,另一部分进入介质 形成折射波。1 1. .反射定律反射定律.入射线、反射线和界面的法线在同一平 面上;8.反射角等于入射角。2 2. .折射定律折射定律.入射线、折射线和界面 的法线在同一平面上;.(证明略)-斯涅耳定律9定理证明定理证明由惠更斯原理,A 、B为同一波面上的 两点,A、B点达到界 面发射子波,经t后, B点发射的 子波到达界面处D点 , A点的到达C点,10证毕11当入射线是光时,上式改写成令:12.若 u1 u2 时, i r,波从波疏媒质进入 波密媒质,折射线靠近法线。 若 u1 u2 时,i r,波从波密媒质进入波 疏媒质,折射线偏离法线。 .波进入介质后频率不变,而波长和波速 发生改变。.u1/u2(或n21)为第二种介质相对第一种 介质的折射率。3 3. .注意几点注意几点13