高中物理第十二章機(jī)械波4波的衍射和干涉6惠更斯原理與波的反射和折射素材

惠更斯原理波反射和折射第1頁(yè)一、波動(dòng)中幾個(gè)概念1.波線波傳輸方向?yàn)椴ň€。2.波面振動(dòng)相位相同各點(diǎn)組成曲面。3.波前某一時(shí)刻波動(dòng)所到達(dá)最前方各點(diǎn)所連成曲面。波線平面波球面波波前波面波線波面波前第2頁(yè)第3頁(yè)

介質(zhì)中波動(dòng)傳輸?shù)礁鼽c(diǎn)都能夠看作是發(fā)射子波波源，而在其后任意時(shí)刻，這些子波包絡(luò)就是新波前.二惠更斯原理依據(jù)惠更斯原理，只要知道某一時(shí)刻波陣面就能夠用幾何做圖法確定下一時(shí)刻波陣面。所以這一原理又就惠更斯作圖法，它在很大程度上處理了波傳輸方向問(wèn)題。第4頁(yè)球面波平面波O第5頁(yè)克里斯蒂安·惠更斯惠更斯：(ChristianHaygen，1629—1695)荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。1629年出生于海牙。1655年取得法學(xué)博士學(xué)位。1663年成為倫敦皇家學(xué)會(huì)第一位外國(guó)會(huì)員?？死锼沟侔病せ莞梗–hristianHuygens1629-1695）是與牛頓同一時(shí)代科學(xué)家，是歷史上最著名物理學(xué)家之一，他對(duì)力學(xué)發(fā)展和光學(xué)研究都有出色貢獻(xiàn)，在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面也有卓越成就，是近代自然科學(xué)一位主要開(kāi)拓者。第6頁(yè)N界面RN界面IL1）反射線、入射線和界面法線在同一平面內(nèi)；反射定律四、波反射與折射當(dāng)波傳輸?shù)絻煞N介質(zhì)分界面時(shí)，一部分反射形成反射波，另一部分進(jìn)入介質(zhì)形成折射波。2）

反射角等于入射角第7頁(yè)i

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A1A2A3B2B3B1NNAId時(shí)刻t用惠更斯原了解釋波反射在時(shí)刻t，波陣面與圖面交線AA3抵達(dá)圖示位置，A點(diǎn)和界面相遇。今后AA3上個(gè)點(diǎn)將依次抵達(dá)界面。設(shè)經(jīng)過(guò)相等時(shí)間此波陣面與圖面交線依次與分界面在B1、B2、B3相遇，而在，A3點(diǎn)抵達(dá)B3點(diǎn)。第8頁(yè)B2B3B1NNAIL時(shí)刻t+△t做出此時(shí)刻界面上各點(diǎn)發(fā)出子波包跡。因?yàn)椴ㄔ谕唤橘|(zhì)中傳輸，速度不變，所以在時(shí)刻，從A、B1、B2、發(fā)出子波半徑分別表示為d第9頁(yè)這些子波包跡面也是與圖面垂直平面。它與圖面交線為B3D，而且，DB3=AA3。做垂直于此波陣面直線，即得反射線。與入射波陣面AA3垂直線稱為入射線。B2B3B1NNAIL時(shí)刻t+△tA3D第10頁(yè)結(jié)論1）反射線、入射線和界面法線在同一平面內(nèi)；2）因?yàn)槿切蜛A3B3與ADB3相等，所以，即：反射角等于入射角。第11頁(yè)折射定律1）折射線、入射線和界面法線在同一平面內(nèi)；2）

N界面RN界面IL時(shí)刻ti

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A1A2A3B2B3B1NNAIdⅠⅡ第12頁(yè)時(shí)刻t+△tⅠⅡB2B3B1NNAIBR由惠更斯原理，A、A3為同一波面上兩點(diǎn)，A、A3點(diǎn)抵達(dá)界面發(fā)射子波，經(jīng)t后，A3點(diǎn)發(fā)射子波抵達(dá)界面處B3點(diǎn)，A點(diǎn)抵達(dá)B點(diǎn)。用惠更斯原了解釋波折射A3第13頁(yè)i

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A1A2A3B2B3B1NNAIdⅠⅡⅠⅡ時(shí)刻t時(shí)刻t+△tB