惠更斯原理1一、波面和波一、波面和波线波面：波面：振振动相位相同的各点相位相同的各点组成的曲面叫做波面成的曲面叫做波面2一、波面和波一、波面和波线波面：波面：振振动相位相同的各点相位相同的各点组成的曲面叫做波面成的曲面叫做波面波面波面3一、波面和波一、波面和波线波面：波面：振振动相位相同的各点相位相同的各点组成的曲面叫做波面成的曲面叫做波面波波线：波面波面4一、波面和波一、波面和波线波面：波面：振振动相位相同的各点相位相同的各点组成的曲面叫做波面成的曲面叫做波面波波线：用来表示波的用来表示波的传播方向的跟各个波面播方向的跟各个波面垂直垂直的的线叫做波叫做波线波面波面5振振动相位相同的各点相位相同的各点组成的曲面叫做波面成的曲面叫做波面波面波面波波线用来表示波的用来表示波的传播方向的跟各个波面播方向的跟各个波面垂直垂直的的线叫做波叫做波线一、波面和波一、波面和波线波波线：波面：波面：6振振动相位相同的各点相位相同的各点组成的曲面叫做波面成的曲面叫做波面波面波面波面波面波波线用来表示波的用来表示波的传播方向的跟各个波面播方向的跟各个波面垂直垂直的的线叫做波叫做波线一、波面和波一、波面和波线波波线：波面：波面：7振振动相位相同的各点相位相同的各点组成的曲面叫做波面成的曲面叫做波面波面波面波波线波面波面波波线用来表示波的用来表示波的传播方向的跟各个波面播方向的跟各个波面垂直垂直的的线叫做波叫做波线一、波面和波一、波面和波线波波线：波面：波面：8二二 、惠更斯原理、惠更斯原理 介介质中任意波面上中任意波面上的各点，都可看作的各点，都可看作发射射子波的波源，其后任意子波的波源，其后任意时刻，刻，这些子波在波前些子波在波前进方向的包方向的包络面就是新面就是新的波面。的波面。荷荷兰物理学家惠更斯物理学家惠更斯惠更斯原理内容：惠更斯原理内容：9. . . . . . . . .t时刻的波面刻的波面t+ t时刻的波面刻的波面子波波源子波波源vt用惠更斯原理确定下一用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面刻平面波的波面二二 、惠更斯原理、惠更斯原理 10.utt+ t时刻的波面刻的波面t时刻的波面刻的波面子波波源子波波源二二 、惠更斯原理、惠更斯原理 用惠更斯原理确定下一用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面刻平面波的波面11利用惠更斯原理可以由已知的波面通利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几何作几何作图方法确定下一方法确定下一时刻的波面，从刻的波面，从而确定波的而确定波的传播方向。例如当波在均匀的播方向。例如当波在均匀的各向同性介各向同性介质中中传播播时，波面的几何形状，波面的几何形状总是保持不是保持不变的。的。二二 、惠更斯原理、惠更斯原理 12惠更斯原理解惠更斯原理解释波的衍射波的衍射还可以用惠更斯原理可以用惠更斯原理解解释波的衍射。如波的衍射。如图12.6-4，平面达到，平面达到挡板上板上的狭的狭缝AB，波面上的每，波面上的每一点都可以看做子波的波一点都可以看做子波的波源，位于狭源，位于狭缝的点也是子的点也是子波的波源。因此，波自然波的波源。因此，波自然可以到达可以到达挡板后的位置板后的位置(图12.6-4)13三、波的反射三、波的反射 14三、波的反射三、波的反射 波遇到障碍物会返回来波遇到障碍物会返回来继续传播，播，这种种现象象叫做波的反射。叫做波的反射。 15三、波的反射三、波的反射 波遇到障碍物会返回来波遇到障碍物会返回来继续传播，播，这种种现象象叫做波的反射。叫做波的反射。 平面平面16三、波的反射三、波的反射 入射角（入射角（i）：）：反射角（反射角（i ）：）： 波遇到障碍物会返回来波遇到障碍物会返回来继续传播，播，这种种现象象叫做波的反射。叫做波的反射。 法法线平面平面17三、波的反射三、波的反射 入射角（入射角（i）：）：入射波的波入射波的波线与平面法与平面法线的的夹角角i叫做入射角叫做入射角反射角（反射角（i ）：）： 波遇到障碍物会返回来波遇到障碍物会返回来继续传播，播，这种种现象象叫做波的反射。叫做波的反射。 法法线平面平面18三、波的反射三、波的反射 入射角（入射角（i）：）：入射波的波入射波的波线与平面法与平面法线的的夹角角i叫做入射角叫做入射角反射角（反射角（i ）：）： 波遇到障碍物会返回来波遇到障碍物会返回来继续传播，播，这种种现象象叫做波的反射。叫做波的反射。 法法线平面平面19三、波的反射三、波的反射 反射波的波反射波的波线与平面法与平面法线的的夹角角i 叫做反射角叫做反射角入射角（入射角（i）：）：入射波的波入射波的波线与平面法与平面法线的的夹角角i叫做入射角叫做入射角反射角（反射角（i ）：）： 波遇到障碍物会返回来波遇到障碍物会返回来继续传播，播，这种种现象象叫做波的反射。叫做波的反射。 法法线平面平面20三、波的反射三、波的反射 反射波的波反射波的波线与平面法与平面法线的的夹角角i 叫做反射角叫做反射角入射角（入射角（i）：）：入射波的波入射波的波线与平面法与平面法线的的夹角角i叫做入射角叫做入射角反射角（反射角（i ）：）： 波遇到障碍物会返回来波遇到障碍物会返回来继续传播，播，这种种现象象叫做波的反射。叫做波的反射。 法法线平面平面21三、波的反射三、波的反射 22三、波的反射三、波的反射 用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射23用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacb三、波的反射三、波的反射 24用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacb三、波的反射三、波的反射 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点25用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacb三、波的反射三、波的反射 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点i26用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacb三、波的反射三、波的反射 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点i经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.27用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacb三、波的反射三、波的反射 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点B i经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.28用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacb三、波的反射三、波的反射 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点B i经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.A vt29经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点三、波的反射三、波的反射 ABacbB iA vt30经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点三、波的反射三、波的反射 ABacbB iA vt31经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacba c b 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点B ivt三、波的反射三、波的反射 A 32经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacba c b 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点B ivt三、波的反射三、波的反射 A 33经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacba c b 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点B ivt三、波的反射三、波的反射 A i 34经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacba c b 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点B ivt三、波的反射三、波的反射 A i i35经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacba c b 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点B ivt三、波的反射三、波的反射 A i ii 36经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacba c b 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点B i iii vt三、波的反射三、波的反射 A 37经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处B 点，点，A点点发射的子波到达射的子波到达A 点点。同种介。同种介质，波速不，波速不变.用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的反射波的反射ABacba c b 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点证毕B i iii vt三、波的反射三、波的反射 A 38三、波的反射三、波的反射 39反射定律：反射定律：三、波的反射三、波的反射 40入射入射线、法、法线、反射、反射线在同一平面内，入射在同一平面内，入射线与反与反射射线分居法分居法线两两侧，反射角，反射角等于入射角。等于入射角。反射定律：反射定律：三、波的反射三、波的反射 41入射入射线、法、法线、反射、反射线在同一平面内，入射在同一平面内，入射线与反与反射射线分居法分居法线两两侧，反射角，反射角等于入射角。等于入射角。反射定律：反射定律：法法线平面平面三、波的反射三、波的反射 42入射入射线、法、法线、反射、反射线在同一平面内，入射在同一平面内，入射线与反与反射射线分居法分居法线两两侧，反射角，反射角等于入射角。等于入射角。反射定律：反射定律：注意：注意：法法线平面平面三、波的反射三、波的反射 43入射入射线、法、法线、反射、反射线在同一平面内，入射在同一平面内，入射线与反与反射射线分居法分居法线两两侧，反射角，反射角等于入射角。等于入射角。反射定律：反射定律：1.反射波的波反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同率、波速都跟入射波相同注意：注意：法法线平面平面三、波的反射三、波的反射 44入射入射线、法、法线、反射、反射线在同一平面内，入射在同一平面内，入射线与反与反射射线分居法分居法线两两侧，反射角，反射角等于入射角。等于入射角。反射定律：反射定律：1.反射波的波反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同率、波速都跟入射波相同2.波遇到两种介波遇到两种介质界面界面时，总存在反射存在反射注意：注意：法法线平面平面三、波的反射三、波的反射 45四、波的折射四、波的折射 46四、波的折射四、波的折射 波从一种介波从一种介质进入另一种介入另一种介质时，波的，波的传播方向播方向发生了改生了改变的的现象叫做波的折射象叫做波的折射47四、波的折射四、波的折射 波从一种介波从一种介质进入另一种介入另一种介质时，波的，波的传播方向播方向发生了改生了改变的的现象叫做波的折射象叫做波的折射界面界面介介质I介介质II48四、波的折射四、波的折射 折射角（折射角（r）：）： 波从一种介波从一种介质进入另一种介入另一种介质时，波的，波的传播方向播方向发生了改生了改变的的现象叫做波的折射象叫做波的折射界面界面介介质I介介质II49四、波的折射四、波的折射 折射角（折射角（r）：）： 波从一种介波从一种介质进入另一种介入另一种介质时，波的，波的传播方向播方向发生了改生了改变的的现象叫做波的折射象叫做波的折射界面界面介介质I介介质II法法线50四、波的折射四、波的折射 折射角（折射角（r）：）： 折射波的波折射波的波线与两介与两介质界面法界面法线的的夹角角r叫做叫做折射角折射角 波从一种介波从一种介质进入另一种介入另一种介质时，波的，波的传播方向播方向发生了改生了改变的的现象叫做波的折射象叫做波的折射界面界面介介质I介介质II法法线51四、波的折射四、波的折射 折射角（折射角（r）：）： 折射波的波折射波的波线与两介与两介质界面法界面法线的的夹角角r叫做叫做折射角折射角 波从一种介波从一种介质进入另一种介入另一种介质时，波的，波的传播方向播方向发生了改生了改变的的现象叫做波的折射象叫做波的折射界面界面介介质I介介质II法法线52用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的折射波的折射四、波的折射四、波的折射 53由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的折射波的折射Ai四、波的折射四、波的折射 54经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处D点，点，A点的到达点的到达C点，点，由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的折射波的折射Ai四、波的折射四、波的折射 55经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处D点，点，A点的到达点的到达C点，点，由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的折射波的折射ACDii四、波的折射四、波的折射 56经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处D点，点，A点的到达点的到达C点，点，由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的折射波的折射ACDiirr四、波的折射四、波的折射 57经 t后，后，B点点发射的子波到达界面射的子波到达界面处D点，点，A点的到达点的到达C点，点，由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点同一波面上的两点证毕用惠更斯原理解用惠更斯原理解释波的折射波的折射ACDiirr四、波的折射四、波的折射 58折射定律：折射定律：四、波的折射四、波的折射 59折射定律：折射定律：入射入射线、法、法线、折射、折射线在同一平面内，在同一平面内，入射入射线与折射与折射线分居法分居法线两两侧。入射角的正。入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介中的速度跟波在第二种介质中的速度之比。中的速度之比。四、波的折射四、波的折射 60折射定律：折射定律：入射入射线、法、法线、折射、折射线在同一平面内，在同一平面内，入射入射线与折射与折射线分居法分居法线两两侧。入射角的正。入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介中的速度跟波在第二种介质中的速度之比。中的速度之比。四、波的折射四、波的折射 61折射定律：折射定律：入射入射线、法、法线、折射、折射线在同一平面内，在同一平面内，入射入射线与折射与折射线分居法分居法线两两侧。入射角的正。入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介中的速度跟波在第二种介质中的速度之比。中的速度之比。折射率折射率四、波的折射四、波的折射 62折射定律：折射定律：入射入射线、法、法线、折射、折射线在同一平面内，在同一平面内，入射入射线与折射与折射线分居法分居法线两两侧。入射角的正。入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介中的速度跟波在第二种介质中的速度之比。中的速度之比。折射率折射率四、波的折射四、波的折射 63波波发生折射的原因：生折射的原因：四、波的折射四、波的折射 是波在不同介是波在不同介质中的速度不同中的速度不同64波波发生折射的原因：生折射的原因：四、波的折射四、波的折射 是波在不同介是波在不同介质中的速度不同中的速度不同注意：注意：651.当入射速度大于折射速度当入射速度大于折射速度时，折射角折向法，折射角折向法线波波发生折射的原因：生折射的原因：四、波的折射四、波的折射 是波在不同介是波在不同介质中的速度不同中的速度不同注意：注意：661.当入射速度大于折射速度当入射速度大于折射速度时，折射角折向法，折射角折向法线2.当入射速度小于折射速度当入射速度小于折射速度时，折射角折离法，折射角折离法线波波发生折射的原因：生折射的原因：四、波的折射四、波的折射 是波在不同介是波在不同介质中的速度不同中的速度不同注意：注意：671.当入射速度大于折射速度当入射速度大于折射速度时，折射角折向法，折射角折向法线2.当入射速度小于折射速度当入射速度小于折射速度时，折射角折离法，折射角折离法线3.当垂直界面入射当垂直界面入射时，传播方向不改播方向不改变，属折，属折 射中的特例射中的特例波波发生折射的原因：生折射的原因：四、波的折射四、波的折射 是波在不同介是波在不同介质中的速度不同中的速度不同注意：注意：681.当入射速度大于折射速度当入射速度大于折射速度时，折射角折向法，折射角折向法线2.当入射速度小于折射速度当入射速度小于折射速度时，折射角折离法，折射角折离法线3.当垂直界面入射当垂直界面入射时，传播方向不改播方向不改变，属折，属折 射中的特例射中的特例4.在波的折射中，波的在波的折射中，波的频率不改率不改变，波速和波，波速和波 长都都发生改生改变波波发生折射的原因：生折射的原因：四、波的折射四、波的折射 是波在不同介是波在不同介质中的速度不同中的速度不同注意：注意：69