六 惠更斯原理 演示 在水槽的裝置中 把一根金屬絲固定在振動(dòng)片上 當(dāng)金屬片振動(dòng)時(shí) 金屬絲周期性的觸動(dòng)水面 形成波源 觀察現(xiàn)象 1 水面上形成一列圓形波 2 畫面上的圓形是朝各個(gè)方向傳播的波峰和波谷 動(dòng)畫模擬 波面 同一時(shí)刻 介質(zhì)中振動(dòng)狀態(tài)相同的質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成的面叫做波面 波線 用來表示波的傳播方向的跟各個(gè)波面垂直的線叫做波線 一 波面和波線 惠更斯 C Huygens 荷蘭物理學(xué)家 1629 1695 二 惠更斯原理 介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn) 都可以看做發(fā)射子波的波源 其后任意時(shí)刻 這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面 這就是惠更斯原理 用惠更斯原理確定下一時(shí)刻平面波的波面 用惠更斯原理確定下一時(shí)刻球面波的波面 衍射 波在傳播過程中 遇到障礙物時(shí)其傳播方向發(fā)生改變 繞過障礙物的邊緣繼續(xù)傳播 利用惠更斯原理可解釋波的衍射 反射和折射 波達(dá)到狹縫處 縫上各點(diǎn)都可看作子波源 作出子波包絡(luò)面 得到新的波面 在縫的邊緣處 波的傳播方向發(fā)生改變 當(dāng)狹縫縮小 與波長(zhǎng)相近時(shí) 衍射效果顯著 衍射現(xiàn)象是波動(dòng)特征之一 水波通過狹縫后的衍射圖象 惠更斯原理可以解釋衍射現(xiàn)象 但不能計(jì)算波的強(qiáng)度分布 觀察水波的反射 在水槽的一端放置振動(dòng)發(fā)生器 它的窄條形平板能夠周期性地打擊水面 產(chǎn)生水波 可以看到 水波傳播到擋板后被反射出去 1 定義 波遇到障礙物返回原來的介質(zhì)繼續(xù)傳播 這種現(xiàn)象叫做波的反射 三 波的反射 2 反射定律 入射波線 法線 反射波線在同一平面內(nèi) 入射線與反射線分居法線兩側(cè) 反射角等于入射角 1 反射波的波長(zhǎng) 頻率 波速都跟入射波相同 2 波遇到兩種介質(zhì)界面時(shí) 總存在反射 注意 用惠更斯原理解釋波的反射 經(jīng) t后 B點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面B 點(diǎn) A點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)A 點(diǎn) 同種介質(zhì) 波速不變 由惠更斯原理 AB為波的一個(gè)波面 觀察水波的折射 在水槽中放入一塊厚玻璃板 注意使它的一條邊不與波傳來方向垂直 然后加水 使水面高過玻璃板 接通電源產(chǎn)生水波 觀察水波經(jīng)過水深不同的區(qū)域時(shí)傳播方向的變化 四 波的折射 1 定義 波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí) 波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射 2 折射定律 入射波線 法線 折射波線在同一平面內(nèi) 入射波線與折射波線分居法線兩側(cè) 入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中的速度跟波在第二種介質(zhì)中的速度之比 用惠更斯原理解釋波的折射 由惠更斯原理 A B為同一波面上的兩點(diǎn) 經(jīng) t后 B點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面處D點(diǎn) A點(diǎn)的子波到達(dá)C點(diǎn) 證畢 在波的折射中 波的頻率不改變 波速和波長(zhǎng)都發(fā)生改變 波發(fā)生折射的原因 是波在不同介質(zhì)中的速度不同 小結(jié) 規(guī)律 波的折射 定義 波從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí) 傳播方向會(huì)發(fā)生改變 這種現(xiàn)象叫波的折射 入射波波線折射波波線和法線在同一平面內(nèi)