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1、高中物理选修惠更斯原理课件1第1页，本讲稿共13页克里斯蒂安克里斯蒂安克里斯蒂安克里斯蒂安 惠更斯惠更斯惠更斯惠更斯惠更斯：惠更斯：惠更斯：惠更斯：(ChristianHaygen(ChristianHaygen，162916291695)1695)荷兰物理学家、数学家、天文学荷兰物理学家、数学家、天文学荷兰物理学家、数学家、天文学荷兰物理学家、数学家、天文学家。家。家。家。16291629年出生于海牙。年出生于海牙。16551655年年获得法学博士学位。获得法学博士学位。1663166316631663年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员。克里斯年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员。克里斯年成为
2、伦敦皇家学会的第一位外国会员。克里斯年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员。克里斯蒂安蒂安蒂安蒂安惠更斯（惠更斯（Christian Huygens 1629-1695Christian Huygens 1629-1695）是）是与牛顿同一时代的科学家，是历史上最著名的物与牛顿同一时代的科学家，是历史上最著名的物理学家之一，他对力学的发展和光学的研究都有理学家之一，他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越的成杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。就，是近代自然科学的一位重要开拓者。2第2页，本讲稿共13页复习：波动中的几个概念1.
3、波线波线由波源发出的，指向波的传播方向的射线为波线。2.波面波面振动相位相同的各点组成的曲面。3.波前波前某一时刻波动所达到最前方的各点所连成的曲面。波线波线波线波线平面波平面波球面波球面波波波波波前前前前波面波面波面波面波线波线波线波线波面波面波面波面波波波波前前前前3第3页，本讲稿共13页二、惠更斯原理1.介质中波动传播到的各点，都可看成发介质中波动传播到的各点，都可看成发射球面子波的子波源（点波源）。射球面子波的子波源（点波源）。2.以后的任意时刻这些子波的包络面就是以后的任意时刻这些子波的包络面就是新的波前。新的波前。平面波平面波t+t时刻波面ut波传播方向t 时刻波面球面波球面波t+
4、t4第4页，本讲稿共13页三、波的衍射 衍射：波在传播过衍射：波在传播过程中，遇到障碍物时其程中，遇到障碍物时其传播方向发生改变，绕传播方向发生改变，绕过障碍物的边缘继续传过障碍物的边缘继续传播。播。利用惠更斯原理可解释波的衍射、反利用惠更斯原理可解释波的衍射、反射和折射。射和折射。波达到狭缝处，缝上各点都可看作子波源，作出子波包络，得到新的波前。在缝的边缘处，波的传播方向发生改变。5第5页，本讲稿共13页当狭缝缩小，与波长相当狭缝缩小，与波长相近时，衍射效果显著。近时，衍射效果显著。衍射现象是波动特征衍射现象是波动特征之一。之一。水波通过狭缝后的衍射水波通过狭缝后的衍射图象。图象。惠更斯原理
5、可以解释惠更斯原理可以解释衍衍射现象，射现象，但不能计算波但不能计算波的强度分布。的强度分布。6第6页，本讲稿共13页播放教学片播放教学片 CD8 波的干涉与衍射波的干涉与衍射 7第7页，本讲稿共13页四、波的反射与折射 当波传播到两种当波传播到两种介质的分界面时，一介质的分界面时，一部分反射形成反射波，部分反射形成反射波，另一部分进入介质形另一部分进入介质形成折射波。成折射波。1.反射定律反射定律.入射线、反射线和界面的法线在同一平入射线、反射线和界面的法线在同一平面上；面上；8第8页，本讲稿共13页.反射角等于入射角。反射角等于入射角。2.折射定律折射定律.入射线、折射线和界入射线、折射线
6、和界面的法线在同一平面上；面的法线在同一平面上；.（证明略）（证明略）-斯涅耳定律斯涅耳定律9第9页，本讲稿共13页定理证明定理证明 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B为同一波面上的为同一波面上的两点，两点，A、B点达到界点达到界面发射子波，面发射子波，经经t后，后，B点发射的点发射的子波到达界面处子波到达界面处D点，点，A点的到达点的到达C点，点，10第10页，本讲稿共13页证毕证毕11第11页，本讲稿共13页当入射线是光时，上式改写成当入射线是光时，上式改写成令：令：12第12页，本讲稿共13页.若若 u1 u2 时，时，i r，波从波疏媒质进，波从波疏媒质进入波密媒质，入波密媒质，折射线靠近法线折射线靠近法线。若若 u1 u2 时，时，i r，波从波密媒质进入，波从波密媒质进入波疏媒质，波疏媒质，折射线偏离法线折射线偏离法线。.波进入介质后波进入介质后频率不变频率不变，而波长和波速，而波长和波速发生改变。发生改变。.u1/u2（或（或n21)为第二种介质相对第一为第二种介质相对第一种介质的折射率种介质的折射率。3.注意几点注意几点13第13页，本讲稿共13页