选修3-4 12.6 惠更斯原理

6惠更斯原理一、波面和波线波面：振动状态相同的质点组成的面。水波的波面是一个个圆；空间一点发出的球面波，波面是以波源为球心的一个个球面；对于平行光（光也是一种波）波面是平面(类比等势面）。波线：箭头表示波的传播方向的线（类比电场线）波面波线波面波线波面和波线的关系：垂直（类似电场线与等势面的关系）二、惠更斯原理内容：介质中任意波面上的各点都可看作发射子波的波源。其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面（拿布去包裹形成的面）是新的波面克里斯蒂安·惠更斯(ChristianHuygens，1629—1695)荷兰物理学家、数学家、天文学家。1629年出生于海牙。1655年获得法学博士学位。1663年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员。克里斯蒂安·惠更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，他对力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成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。.........t时刻的波面tΔ+t时刻的波面子波波源tvΔ二、惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面确定下一时刻球面波的波面................子波波源tΔ+t时刻的波面t时刻的波面tuΔ二、惠更斯原理作用：由已知的波面通过几何作图方法确定下一时刻平面波、球面波等的波面，根据两者垂直关系，从而确定波的传播方向。二、惠更斯原理三、波的反射反射角i’：反射波的波线与平面法线的夹角入射角i：入射波的波线与平面法线的夹角波遇到障碍物时会返回继续传播的现象i'i法线平面规律（与光的反射定律相同）：1、入射线、法线、反射线在同一平面内，入射角等于反射角2、反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同．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。三、波的反射定律证明i'ii'iABacba`c`b`由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点``AABB```AABBABABBABA```ii`证毕tvA`B`界面介质I介质II四、波的折射折射角（r）：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，波的传播方向发生了改变的现象ir法线21sinsinvvri四、波的折射折射定律：入射线、法线、折射线共面，入射线与折射线分居法线两侧．入射角、折射角的正弦比等于波在第一种介质和第二种介质中的速度比折射的原因：波在不同介质中速度不同由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点irABCDirtv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sinADtv1ADACrsinADtv221sinsinvvri证毕四、波的折射定律证明tv21.当入射速度大于折射速度时，折射波线靠拢法线；当入射速度小于折射速度时，折射波线远离法线。2.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例3.在波的折射中，波的频率不改变，波速、波长都发生改变注意：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？