惠更斯原理及其應用課件

1、惠更斯原理及其應用O1. 惠更斯原理 波在彈性介質中運動時,任一點P 的振動,將會引起鄰近質點的振動。就此特征而言，振動著的 P 點與波源相比，除了在時間上有延遲外，并無其他區(qū)別。因此，P 可視為一個新的波源。1678年，惠更斯總結出了以其名字命名的惠更斯原理： 介質中任一波面上的各點，都可看成是產生球面子波的波源；在其后的任一時刻，這些子波的包絡面構成新的波面?；莞骨?面 波平 面 波 介質中波動傳播到的各點都可以看作是發(fā)射子波的波源，而在其后的任意時刻，這些子波的包絡就是新的波前.一 惠更斯原理O障礙物的小孔成為新的波源原波陣面新波陣面S1S2t 時刻t+Dt 時刻uDt波面： 波源引起

2、的振動在介質中向各個方向傳播，如果把某一時刻波所到達的各點連接起來的一個面叫做波面.波線： 用來表示波的傳播方向，在各向同性介質中波線與波面垂直. t +t 時刻波面平面波ut波傳播方向t 時刻波面球面波 tt + taN界面二 波的反射和折射RN界面IL用惠更斯原理證明.2） 1）反射線、入射線和界面的法線在同一平面內；反射定律i i i A1A2A3B2B3B1NNAId時刻 tB2B3B1NNAIBL時刻 t+t 波的折射1）折射線、入射線和界面的法線在同一平面內；2） N界面RN界面IL3）在波的折射中，波的頻率不變，波速和波長都會改變18世紀，意大利教士兼生物學家斯帕蘭扎尼研究蝙蝠在

3、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。這種尖叫聲在每秒2萬到10萬赫茲之間，我們的耳朵對這樣頻率范圍內的聲波是聽不到的。這樣的聲波稱為超聲波。蝙蝠發(fā)出超聲波，然后借助物體反射回來的回聲，就能判斷出所接近的物體的大小、形狀和運動方式。蝙蝠的“眼睛”波的反射的例子隱形飛機F117雷達確定目標 示意圖雷達是利用無線電波發(fā)現(xiàn)目標，并測定其位置的設備。由于無線電波具有恒速、定向傳播的規(guī)律，因此，當雷達波碰到飛行目標(飛機、導彈）等時，一部分雷達波便會反射回來，根據反射雷達波的時間和方位便可以計算出飛行目標的位置。由于一般飛機的外形比較復雜，總有許多部分能夠強烈反射雷達波，因此整個飛機

4、表面涂以黑色的吸收雷達波的涂料。雷達與隱形飛機1. 波的反射波遇到障礙物會返回來繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的反射。反射波的頻率、波速、波長與入射波的相等嗎？為什么 ？ 2. 波的反射的規(guī)律： a：反射角等于入射角；b：反射波的頻率、波速、波長與入射波的相等； 練習1： 某人想聽到自己發(fā)出的聲音的回聲，若已知聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s，那么它至少要離障礙物多遠?波從一種介質射入另一種介質時，傳播方向會發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫波的折射。折射折射波的頻率、波速、波長與入射波的相等嗎？為何 ？ 折射規(guī)律 c：折射波的波速、波長均發(fā)生 改變 a：入射波波線與折射波波線及 界面法線在同一平面內；b：折射波頻率等于入射波頻率.波速不同傳播