高中物理選修惠更斯原理

高中物理選修惠更斯原理課件1第1頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四克里斯蒂安·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年獲得法學(xué)博士學(xué)位。1663年成為倫敦皇家學(xué)會(huì)的第一位外國(guó)會(huì)員?？死锼沟侔病せ莞梗–hristianHuygens1629-1695）是與牛頓同一時(shí)代的科學(xué)家，是歷史上最著名的物理學(xué)家之一，他對(duì)力學(xué)的發(fā)展和光學(xué)的研究都有杰出的貢獻(xiàn)，在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面也有卓越的成就，是近代自然科學(xué)的一位重要開拓者。2第2頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四復(fù)習(xí)：波動(dòng)中的幾個(gè)概念1.波線由波源發(fā)出的，指向波的傳播方向的射線為波線。2.波面振動(dòng)相位相同的各點(diǎn)組成的曲面。3.波前某一時(shí)刻波動(dòng)所達(dá)到最前方的各點(diǎn)所連成的曲面。波線平面波球面波波前波面波線波面波前3第3頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四二、惠更斯原理1.介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)，都可看成發(fā)射球面子波的子波源（點(diǎn)波源）。2.以后的任意時(shí)刻這些子波的包絡(luò)面就是新的波前。平面波t+t時(shí)刻波面ut波傳播方向t時(shí)刻波面球面波t+t4第4頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四三、波的衍射衍射：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)，得到新的波前。在縫的邊緣處，波的傳播方向發(fā)生改變。5第5頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四當(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。6第6頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四播放教學(xué)片CD8波的干涉與衍射

7第7頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四四、波的反射與折射當(dāng)波傳播到兩種介質(zhì)的分界面時(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。1.反射定律①.入射線、反射線和界面的法線在同一平面上；8第8頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四②.反射角等于入射角。2.折射定律①.入射線、折射線和界面的法線在同一平面上；②.（證明略）--斯涅耳定律9第9頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四定理證明由惠更斯原理，A、B為同一波面上的兩點(diǎn)，A、B點(diǎn)達(dá)到界面發(fā)射子波，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)的到達(dá)C點(diǎn)，10第10頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四證畢11第11頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四當(dāng)入射線是光時(shí)，上式改寫成令：12第12頁，共13頁，2023年，2月20日，星期四②.若u1>u2

時(shí)，i>r，波從波疏媒質(zhì)進(jìn)入波密媒質(zhì)，折射線靠近法線。若u1<u2

時(shí)，i<r，波從波密媒質(zhì)進(jìn)入波疏媒質(zhì)，折射線偏離法線。③.波進(jìn)入介質(zhì)后頻率不變，而波長(zhǎng)和波速發(fā)生改變。①