高中物理奧林匹克競(jìng)賽專(zhuān)題-惠更斯原理和波的應(yīng)用-(共2份打包)

球面波平面波介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)都可以看作是發(fā)射子波的波源，而在其后的任意時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前.這就是惠更斯原理.一惠更斯原理O根據(jù)惠更斯原理，只要知道某一時(shí)刻的波陣面就可以用幾何做圖法確定下一時(shí)刻的波陣面。因此這一原理又就惠更斯作圖法，它在很大程度上解決了波的傳播方向問(wèn)題。球面波平面波O

波的衍射

水波通過(guò)狹縫后的衍射

波在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，能繞過(guò)障礙物的邊緣，在障礙物的陰影區(qū)內(nèi)繼續(xù)傳播.

波的衍射

波在傳播過(guò)程中，遇到障礙物時(shí)其傳播方向發(fā)生改變，繞過(guò)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。

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。

此時(shí)波陣面不再是平面，在靠近邊緣處，波陣面進(jìn)入了陰影區(qū)域，表示波已繞過(guò)障礙物的邊緣處，波陣面進(jìn)入了陰影區(qū)域，表示波已繞過(guò)障礙物的邊緣傳播?？死锼沟侔病せ莞够莞梗?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(kāi)拓者。二波的干涉

幾列波相遇之后，仍然保持它們各自原有的特征（頻率、波長(zhǎng)、振幅、振動(dòng)方向等）不變，并按照原來(lái)的方向繼續(xù)前進(jìn)，好象沒(méi)有遇到過(guò)其他波一樣.

在相遇區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)的振動(dòng)，為各列波單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所引起的振動(dòng)位移的矢量和.1波的疊加xy聲波的疊加一般而言，波的疊加較復(fù)雜波的獨(dú)立性原理繩波水波光波∩∩兩列波在相遇后，仍然各自保持自身的波動(dòng)特性，這就是波傳播的獨(dú)立性原理。細(xì)雨綿綿獨(dú)立傳播

頻率相同、振動(dòng)方向平行、相位相同或相位差恒定的兩列波相遇時(shí)，使某些地方振動(dòng)始終加強(qiáng)，而使另一些地方振動(dòng)始終減弱的現(xiàn)象，稱(chēng)為波的干涉現(xiàn)象.2波的干涉水波的干涉現(xiàn)象*波源振動(dòng)點(diǎn)P的兩個(gè)分振動(dòng)1）頻率相同；2）振動(dòng)方向平行；3）相位相同或相位差恒定.

波的相干條件*點(diǎn)P的兩個(gè)分振動(dòng)常量討論1)

合振動(dòng)的振幅（波的強(qiáng)度）在空間各點(diǎn)的分布隨位置而變，但是穩(wěn)定的.其他振動(dòng)始終加強(qiáng)振動(dòng)始終減弱2)波程差若則振動(dòng)始終減弱振動(dòng)始終加強(qiáng)其他3)討論

例如圖所示，A、B兩點(diǎn)為同一介質(zhì)中兩相干波源.其振幅皆為5cm，頻率皆為100Hz，但當(dāng)點(diǎn)A為波峰時(shí)，點(diǎn)B恰為波谷.設(shè)波速為10m/s，試寫(xiě)出由A、B發(fā)出的兩列波傳到點(diǎn)P

時(shí)干涉的結(jié)果.解15m20mABP

設(shè)A

的相位較B

超前，則.點(diǎn)P合振幅三波的應(yīng)用（簡(jiǎn)介）音響技術(shù)：音樂(lè)的空間感、環(huán)繞感，音樂(lè)廳設(shè)計(jì).聲納技術(shù):水中目標(biāo)的探測(cè)、跟蹤、通訊、導(dǎo)航等.超聲技術(shù):超聲診斷、無(wú)創(chuàng)治療.通信技術(shù):衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)世界.1.駐波

振幅、頻率、傳播速度都相同的兩列相干波，在同一直線上沿相反方向傳播時(shí)疊加而形成的一種特殊的干涉現(xiàn)象.駐波的形成

在彈性介質(zhì)中傳播的機(jī)械縱波，一般統(tǒng)稱(chēng)為聲波.

可聞聲波20~20000Hz次聲波低于20Hz超聲波高于20000Hz

聲強(qiáng)：聲波的能流密度.2.聲強(qiáng)級(jí)超聲波和次聲波

貝爾（B）

聲強(qiáng)級(jí)：人們規(guī)定聲強(qiáng)（即相當(dāng)于頻率為1000Hz

的聲波能引起聽(tīng)覺(jué)的最弱的聲強(qiáng)）為測(cè)定聲強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn).如某聲波的聲強(qiáng)為I，則比值的對(duì)數(shù)，叫做相應(yīng)于I

的聲強(qiáng)級(jí)

LI

.聲強(qiáng)：聲波的能流密度.分貝（dB

）能夠引起人們聽(tīng)覺(jué)的聲強(qiáng)范圍：聲源聲強(qiáng)W/m2聲強(qiáng)級(jí)dB響度引起痛覺(jué)的聲音1120搖滾音樂(lè)會(huì)10-1110震耳交通繁忙的街道10-570響通常的談話10-660正常耳語(yǔ)10-1020輕樹(shù)葉的沙沙聲10-1110極輕引起聽(tīng)覺(jué)的最弱聲音10-120幾種聲音近似的聲強(qiáng)、聲強(qiáng)級(jí)和響度

超聲波在科學(xué)研究和生產(chǎn)上的應(yīng)用

聲納探測(cè)器:船只上的發(fā)射器先向海底發(fā)射超聲波，然后通過(guò)儀器接收和分析反射回來(lái)的訊息，從而得到整個(gè)海床的面貌.

超聲波頻率高（可達(dá)）、能量大、穿透本領(lǐng)大，可用于測(cè)量海洋深度，海底地形，探測(cè)沉船和魚(yú)群；工業(yè)探傷;醫(yī)學(xué)上用超聲波顯示人體內(nèi)部病變部分圖象等.1.

在檢測(cè)中的應(yīng)用

B超:因?yàn)椴煌眢w構(gòu)造反射是不同的，所以高頻率聲音(超聲波）可用來(lái)作醫(yī)學(xué)成像.越短的波長(zhǎng)，得到的解像度就越高.2.

在加工處理和醫(yī)學(xué)治療中的應(yīng)用

超聲波在液體中會(huì)引起空化作用,它可用于搗碎藥物制成各種藥劑,食品工業(yè)上用于制作調(diào)味劑,建筑業(yè)上用于制作水泥乳燭液.

超聲波可以用來(lái)弄碎腎石,消毒食物，因?yàn)楦咚俚恼駝?dòng)會(huì)令細(xì)菌難以抵抗.超聲波亦可以用來(lái)清除眼鏡或飾物的污垢.

多普勒超聲波掃描術(shù):利用多普勒效應(yīng),反射超聲波物體的運(yùn)動(dòng)會(huì)改變回聲的頻率,可測(cè)量速度.利用超聲波的多普勒效應(yīng)體檢超聲多普勒效應(yīng)測(cè)血流速

胎兒的超聲波影象（假彩色）警察用多普勒測(cè)速儀測(cè)速3.超聲電子學(xué)

利用超聲元件代替電子元件制作在內(nèi)的延遲線,振蕩器,諧振器,帶通濾波器等儀器,可廣泛用于電視、通訊、雷達(dá)等方面.

次聲（）：在火山爆發(fā)、地震、隕石落地、大氣湍流、雷暴、磁暴等自然活動(dòng)中都會(huì)有次聲產(chǎn)生，次聲是研究地球、大氣、海洋運(yùn)動(dòng)的有力工具.

次聲波武器:用振蕩頻率與人體大腦節(jié)律或人體內(nèi)臟器官固有頻率相近的次聲波,使人神經(jīng)錯(cuò)亂或破壞內(nèi)臟至死亡.這是目前威力最大的聲波武器.20、時(shí)刻回想自己有什么，想要什么，自己為此做了什么?10、人生有順境也有逆境，輸什么也不能輸了心情;人生有進(jìn)有退，輸什么也不要輸?shù)糇约骸?、那些嘗試去做某事卻失敗的人，比那些什么也不嘗試做卻成功的人不知要好上多少。4、如果你看到前面的陰影，別怕，那是因?yàn)槟惚澈笥嘘?yáng)光。5、有些事情不是看到了希望才去堅(jiān)持，而是堅(jiān)持了才會(huì)看到希望。18、重新自己的生活，即使是一個(gè)人。18、不要嘲笑鐵樹(shù)。為了開(kāi)一次花，它付出了比別的樹(shù)種更長(zhǎng)久的努力。13、勇往直前，永不言敗，帶領(lǐng)鄉(xiāng)親，走向致富。1、你接受比抱怨還要好，對(duì)于不可改變的事實(shí)，你除了接受以外，沒(méi)有更好的辦法了。13、用冷靜的目光去看待人世間的一切，才能活得坦蕩，活得超然。19、經(jīng)營(yíng)信為本，買(mǎi)賣(mài)禮當(dāng)先。心態(tài)決定成敗，有志者事竟成。12、拋掉過(guò)去，不一定有好的開(kāi)始，但一定不會(huì)比過(guò)去壞。3、真心的對(duì)別人產(chǎn)生點(diǎn)興趣，是推銷(xiāo)員最重要的品格。2、大路走盡還有小路，只要不停地走，就有數(shù)不盡的風(fēng)光。5、不要因?yàn)橐稽c(diǎn)瑕疵而放棄一段堅(jiān)持，即使沒(méi)人鼓掌，也要優(yōu)雅謝幕，感謝自己的付出!12、一個(gè)最困苦最卑賤最為命運(yùn)所屈辱的人，只要還抱有希望，便無(wú)所怨懼。2、沒(méi)有做不到，只有不想