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1、 18 18世紀(jì),意大利教士兼生物學(xué)家斯帕世紀(jì),意大利教士兼生物學(xué)家斯帕蘭扎尼研究蝙蝠在夜間活動時,發(fā)現(xiàn)蝙蝠蘭扎尼研究蝙蝠在夜間活動時,發(fā)現(xiàn)蝙蝠是靠高頻率的尖叫來確定障礙物的位置的。是靠高頻率的尖叫來確定障礙物的位置的。這種尖叫聲在每秒這種尖叫聲在每秒2 2萬到萬到1010萬赫茲之間,我萬赫茲之間,我們的耳朵對這樣頻率范圍內(nèi)的聲波是聽不們的耳朵對這樣頻率范圍內(nèi)的聲波是聽不到的。這樣的聲波稱為超聲波。蝙蝠發(fā)出到的。這樣的聲波稱為超聲波。蝙蝠發(fā)出超聲波,然后借助物體超聲波,然后借助物體反射回來的回聲反射回來的回聲,就能判斷出所接近的物體的大小、形狀和就能判斷出所接近的物體的大小、形狀和運動方式。運
2、動方式。蝙蝠的蝙蝠的“眼睛眼睛”隱形飛機(jī)隱形飛機(jī)F117F117雷達(dá)確定目標(biāo)雷達(dá)確定目標(biāo)示意圖示意圖 雷達(dá)雷達(dá)是利用無線電波發(fā)現(xiàn)是利用無線電波發(fā)現(xiàn)目標(biāo),并測定其位置的設(shè)備。目標(biāo),并測定其位置的設(shè)備。由于無線電波具有恒速、定向由于無線電波具有恒速、定向傳播的規(guī)律,因此,當(dāng)雷達(dá)波傳播的規(guī)律,因此,當(dāng)雷達(dá)波碰到飛行目標(biāo)碰到飛行目標(biāo)( (飛機(jī)、導(dǎo)彈)等飛機(jī)、導(dǎo)彈)等時,一部分雷達(dá)波便會反射回時,一部分雷達(dá)波便會反射回來,根據(jù)來,根據(jù)反射反射雷達(dá)波的時間和雷達(dá)波的時間和方位便可以計算出飛行目標(biāo)的方位便可以計算出飛行目標(biāo)的位置。位置。 由于一般飛機(jī)的外形比較復(fù)由于一般飛機(jī)的外形比較復(fù)雜,總有許多部分能夠強(qiáng)
3、烈雜,總有許多部分能夠強(qiáng)烈反射反射雷達(dá)波,因此整個飛機(jī)表面涂以雷達(dá)波,因此整個飛機(jī)表面涂以黑色的吸收雷達(dá)波的涂料。黑色的吸收雷達(dá)波的涂料。3第六節(jié)第六節(jié) 惠更斯原理惠更斯原理45 由波源發(fā)出的,指向波的傳播由波源發(fā)出的,指向波的傳播方向的射線為波線。方向的射線為波線。 振動相位相同的各點組成振動相位相同的各點組成的曲面。的曲面。 某一時刻波動所達(dá)到最前方的各點某一時刻波動所達(dá)到最前方的各點所連成的曲面。所連成的曲面。平面波平面波球面波球面波61. .介質(zhì)中波動傳播到的各點,都可看成發(fā)介質(zhì)中波動傳播到的各點,都可看成發(fā)射球面子波的子波源(點波源)。射球面子波的子波源(點波源)。2. .以后的任意
4、時刻這些子波的包絡(luò)面就是以后的任意時刻這些子波的包絡(luò)面就是新的波前。新的波前。平面波平面波t+t+ t t時刻波面時刻波面u u t t波傳播方向波傳播方向t t 時刻波面時刻波面球面波球面波t+ t+ t t7 衍射:波在傳播過衍射:波在傳播過程中,遇到障礙物時其程中,遇到障礙物時其傳播方向發(fā)生改變,繞傳播方向發(fā)生改變,繞過障礙物的邊緣繼續(xù)傳過障礙物的邊緣繼續(xù)傳播。播。 利用惠更斯原理可解釋波的衍射、反利用惠更斯原理可解釋波的衍射、反射和折射。射和折射。 波達(dá)到狹縫處,縫上各點都可看作子波源,作出波達(dá)到狹縫處,縫上各點都可看作子波源,作出子波包絡(luò),得到新的波前。在縫的邊緣處,波的傳播子波包絡(luò)
5、,得到新的波前。在縫的邊緣處,波的傳播方向發(fā)生改變。方向發(fā)生改變。8當(dāng)狹縫縮小,與波長相當(dāng)狹縫縮小,與波長相近時,衍射效果顯著。近時,衍射效果顯著。衍射現(xiàn)象是波動特征衍射現(xiàn)象是波動特征之一。之一。水波通過狹縫后的衍射水波通過狹縫后的衍射圖象。圖象?;莞乖砜梢越忉尰莞乖砜梢越忉屟苎苌洮F(xiàn)象,射現(xiàn)象,但不能計算波但不能計算波的強(qiáng)度分布。的強(qiáng)度分布。910 當(dāng)波傳播到兩種當(dāng)波傳播到兩種介質(zhì)的分界面時,一介質(zhì)的分界面時,一部分反射形成反射波,部分反射形成反射波,另一部分進(jìn)入介質(zhì)形另一部分進(jìn)入介質(zhì)形成折射波。成折射波。iir. .入射線、反射線和界面的法線在同一平入射線、反射線和界面的法線在同一平
6、面上;面上;11iirii. .反射角等于入射角。反射角等于入射角。. .入射線、折射線和界入射線、折射線和界面的法線在同一平面上;面的法線在同一平面上;. .21sinsinuuri2121n1u1n2n2u12(證明略)(證明略)- -斯涅耳定律斯涅耳定律12 由惠更斯原理,由惠更斯原理,A、B為同一波面上的兩為同一波面上的兩點,點,A、B點達(dá)到界點達(dá)到界面發(fā)射子波,面發(fā)射子波,irABCDitu 2rtu 1經(jīng)經(jīng)t后,后, B點發(fā)射的點發(fā)射的子波到達(dá)界面處子波到達(dá)界面處D點,點, A點的到達(dá)點的到達(dá)C點,點,ADBDisinADtu 113irABCDitu 2rtu 1ADACrsinADtu 2ADBDisinADtu 121sinsinuuriTT/212121n證畢證畢1421sinsinuuri2121n當(dāng)入射線是光時,上式改寫成當(dāng)入射線是光時,上式改寫成ruciucsinsin21令:令:2211ucnucn21121221/sinsinnnnucucuuri15. .若若 u1 u2 時,時, i r,波從波疏媒質(zhì)進(jìn)波從波疏媒質(zhì)進(jìn)入波密媒質(zhì),入波密媒質(zhì),折射線靠近法線折射線靠近法線。若若 u1 u2 時,時,i r,波從波密媒質(zhì)進(jìn)入波從波密媒質(zhì)進(jìn)入波疏媒質(zhì),波疏媒質(zhì),折射線偏離法線折射線偏離法線。. .波進(jìn)入介質(zhì)后波進(jìn)入介質(zhì)后頻率不變頻率不
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