1、1第十二章：机械波第十二章：机械波第第6 6节：惠更斯原理节：惠更斯原理2观察现象观察现象3波面：在任一时刻，介质中任何振动状态相同的质点所构成的面叫做波面。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）类比等势面）。 波线：用来表示波的传播方向的，跟各个波面垂直垂直的线叫做波线（类比电场线）（类比电场线）。波面波线波面波线一、波面和波线一、波面和波线4几种常见的波几种常见的波一、波面和波线一、波面和波线5二、惠更斯原理二、惠更斯原理6 二、惠更斯原理二、惠更斯原理7 利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几利用
2、惠更斯原理可以由已知的波面通过几何作图方法确定下一时刻的波面，从而确定波何作图方法确定下一时刻的波面，从而确定波的传播方向。例如当波在均匀的各向同性介质的传播方向。例如当波在均匀的各向同性介质中传播时，波面的几何形状总是保持不变的。中传播时，波面的几何形状总是保持不变的。二、惠更斯原理二、惠更斯原理8. . . . . . . . .t 时刻的波面子波波源t+t时刻的波面用惠更斯原理确定下一时刻用惠更斯原理确定下一时刻平面波平面波的波面的波面tv平面波演示平面波演示二、惠更斯原理二、惠更斯原理9水面产生直线波的瞬间波形，波前水面产生直线波的瞬间波形，波前 AA及波前及波前 BB上各点到波源的距
3、离都相同。上各点到波源的距离都相同。 直线前进的平面波，若不遇到任何阻碍，下一直线前进的平面波，若不遇到任何阻碍，下一时刻的波前形状也会是直线。时刻的波前形状也会是直线。二、惠更斯原理二、惠更斯原理10用惠更斯原理确定下一时刻用惠更斯原理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时刻时刻的波面的波面t 时刻时刻的波面的波面tv球面波演示球面波演示二、惠更斯原理二、惠更斯原理11 作用作用 ：由已知的波面通过几何作图：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，从而确定波波面，根据两者垂直关系，从而确定波的
4、传播方向。的传播方向。二、惠更斯原理二、惠更斯原理12反射波的波线与平面法线的夹角反射波的波线与平面法线的夹角i i 叫做叫做反射反射角角。入射角（入射角（i i）：）：入射波的波线与平面法线的夹角入射波的波线与平面法线的夹角i i叫做叫做入射角入射角。反射角（反射角（ii）：）： 波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射叫做波的反射 i i法线法线平面平面三、波的反射三、波的反射13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BB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
5、不变。用惠更斯原理解释波的反射用惠更斯原理解释波的反射i ii iABacbacb由惠更斯原理，由惠更斯原理，ABAB为波的一个波面为波的一个波面AABBAABBABABBABAii tvAB三、波的反射三、波的反射14 入射线、法线、反射线入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角射线分居法线两侧，反射角等于入射角。等于入射角。反射定律：反射定律：1.反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。2.波遇到两种介质界面时，总存在反射。波遇到两种介质界面时，总存在反射。注意：注意：i i法线法线平面平面学科网三
6、、波的反射三、波的反射151回声是声波的反射现象回声是声波的反射现象对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会被反射回来继续传播被反射回来继续传播2夏日的雷声轰鸣不绝夏日的雷声轰鸣不绝声波在云层界面多次反射声波在云层界面多次反射3在空房间里讲话感觉声音响在空房间里讲话感觉声音响声波在普通房间里遇到墙壁，地面，天花板发生声波在普通房间里遇到墙壁，地面，天花板发生反射时，由于距离近，反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人原声与回声几乎同时到达人耳耳人耳只能分开相差人耳只能分开相差0.1s以上的声音以上的声音所以，在房所以，在房间里听不到回声，人在
7、房间里讲话感觉声音比在野外间里听不到回声，人在房间里讲话感觉声音比在野外大，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会吸收声波，大，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的声响效果会影响室内的声响效果生活中反射现象的思考生活中反射现象的思考16界面界面介质介质I I介质介质IIII折射角（折射角（r r）：）： 折射波的波线与两介质界面法线的夹角折射波的波线与两介质界面法线的夹角r r叫做叫做折射角折射角。 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改变的现象叫做波的折射。播方向发生了改变的现象叫做波的折射。ir法线法线四、波的折射四、波的折射
8、171当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线。当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线。2当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线。当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线。3当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例。的特例。4在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变。发生改变。波发生折射的原因：波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同是波在不同介质中的速度不同注意：注意：猜想：猜想：波的反射、折射与光遵守同样的规律，那波的反射、折射与光遵守同样的规律，那光是波或波是光呢？光是波或波是光
9、呢？四、波的折射四、波的折射18 任何时刻波面上的每一点都可作为次波的波源，各自发任何时刻波面上的每一点都可作为次波的波源，各自发出球面波；在以后的任何时刻，所有这些次波波面的包络面出球面波；在以后的任何时刻，所有这些次波波面的包络面形成整个波在该时刻的新波面。形成整个波在该时刻的新波面。ssssr = vt成功之处成功之处直线传播规律直线传播规律反射规律反射规律折射现象折射现象较好的解释光的较好的解释光的定性的解释光的干涉、衍射现象定性的解释光的干涉、衍射现象不足之处不足之处不能解释干涉衍射光的振幅变化不能解释干涉衍射光的振幅变化不能解释衍射光强的重新分布不能解释衍射光强的重新分布小结：小结：19课课 堂堂 练练 习习
