惠更斯原理.ppt

§ 惠更斯原理(Huygens principle)
前面讨论了波动的基本概念,
其传播方向、
惠更斯原理给出的方法(惠更斯作图法)
现在讨论与波
的传播特性有关的现象、原理和规律。
是一种处理波传播方向的普遍方法。
频率和振幅都有可能改变。
由于某些原因,
波在传播过程中
1
发射子波(次级波)的波源(点源),
就是波在该时刻的新的波面。
的任一时刻,
一. 惠更斯原理(1690)
1. 原理的叙述
媒质中任意波面上的各点,
都可看作是
其后
这些子波面的包络面(包迹)
2. 原理的应用
已知 t 时刻的波面 t+t 时刻的波面,
从而可进一步给出波的传播方向。
2
t+t时刻波面
·
·
·
·
·
ut
波传播方向
t 时刻波面
平面波
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
t + t
球面波
例如,均匀各向同性媒质内波的传播:
u
t

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二. 波的衍射(wave diffraction)
衍射:
波传播过程中,当遇到障碍物时,
能绕过障碍物边缘而偏离直线传播的现象。
·
入射波
衍射波
障碍物
·
·
·
入射波
衍射波
障碍物
a
相对障碍物(包括孔、缝)的线度而言,
波长大衍射现象明显,
波长小衍射现象不明显。
例如:
4
水波通过窄缝时的衍射
5
广播和电视哪个更容易收到?
更容易听到男的还是女的说话的声音?
障碍物
6
三. 波的反射和折射(reflection & refraction)
△(书 P 74)
浴室中的声反射
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:
用惠更斯作图法导出折射定律
u2t
媒质1、折射率n1
媒质2、折射率n2
i
法线
B
入射波
A
·
·
E
·
C
u1
u1t
·
·
F
D
u2
折射波传播方向
r
——折射定律
光波
或
——相对折射率
得到
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光密媒质光疏媒质时,折射角r >入射角 i 。
全反射的一个重要应用是光导纤维(光纤),
i
r
n1(大)
n2(小)
i = ic
r = 90
n1(大)
n2(小)
当入射i >临界角 ic 时,将无折射光—全反射。
ic —临界角
它是现代光通信技术的重要器件。
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瑞典皇家科学院10月6日宣布,将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家。高锟获奖,是因为他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”做出了突破性成就。
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