大学物理-4-惠更斯原理衍射折射.pptx
《大学物理-4-惠更斯原理衍射折射.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学物理-4-惠更斯原理衍射折射.pptx(61页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、波动表达式波动表达式波动方程波动方程xyo u t行波中质元振动方向的判定行波中质元振动方向的判定yto质元的动能和势能的振动曲线质元的动能和势能的振动曲线弹簧振子的动能和势能振动曲线弹簧振子的动能和势能振动曲线xto6 6 惠更斯原理惠更斯原理 一一惠更斯原理惠更斯原理 二波的衍射二波的衍射 三波的反射和折射三波的反射和折射7 7 波的叠加原理波的叠加原理 波的干涉波的干涉 一一波的叠加原理波的叠加原理 二二波的干涉波的干涉 作业:作业:2.15、2.16前面讲过,波动的起源是波源的振动,前面讲过,波动的起源是波源的振动,波的传播是由于介质中质点之间的相互作用。波的传播是由于介质中质点之间的
2、相互作用。惠更斯惠更斯总结了上述现象,总结了上述现象,提出了关于波的传播规律定理提出了关于波的传播规律定理惠更斯原理惠更斯原理 6 6 惠更斯原理惠更斯原理介质中任一质点的振动将引起邻近质点的振动,介质中任一质点的振动将引起邻近质点的振动,因而在波的传播过程中,因而在波的传播过程中,介质中任何一点能否可以看作一个新的波源?介质中任何一点能否可以看作一个新的波源?0481620 12 一一.惠更斯原理惠更斯原理1.原理原理:在波的传播过程中,波阵面(波前)上的在波的传播过程中,波阵面(波前)上的 每一点都可看作是发射子波的波源每一点都可看作是发射子波的波源 (点波源点波源)。在以后的任一时刻,在
3、以后的任一时刻,这些子波阵面的包络面这些子波阵面的包络面 就成为新的波阵面(即就成为新的波阵面(即实际的波在该时刻的波前实际的波在该时刻的波前)球面波球面波t+t 平平 面面 波波 t 时刻时刻波阵面波阵面t 时间时间t t+t 时刻时刻波阵面波阵面2.应用应用:惠更斯原理惠更斯原理对任何波动过程都是适用的,对任何波动过程都是适用的,不论是机械波还是电磁波,不论是机械波还是电磁波,只要知道某一时刻的波阵面,就可根据这一原理只要知道某一时刻的波阵面,就可根据这一原理用几何方法来决定任一时刻的波阵面,用几何方法来决定任一时刻的波阵面,因而在很广泛的范围内解决了波的传播问题。因而在很广泛的范围内解决
4、了波的传播问题。用用惠更斯原理,惠更斯原理,可以用作图法能简捷地可以用作图法能简捷地说明波在传播过程中发生的衍射、散射、说明波在传播过程中发生的衍射、散射、反射和折射等现象。反射和折射等现象。二二.波的衍射波的衍射1.衍射衍射现象现象 波传播过程中当遇到障碍物时波传播过程中当遇到障碍物时,能绕过障碍物的边缘而传播的现象。能绕过障碍物的边缘而传播的现象。如图为水波衍射图样如图为水波衍射图样平面波通过一狭缝后平面波通过一狭缝后能传到按直线前进能传到按直线前进所形成的阴影区域外所形成的阴影区域外水波通过窄缝时的衍射水波通过窄缝时的衍射2.解释解释可用可用惠更斯原理惠更斯原理作图来说明作图来说明当波阵
5、面到达狭缝时,当波阵面到达狭缝时,缝处各点成为子波源,缝处各点成为子波源,这些子波源为这些子波源为点波源点波源,发射球面波,发射球面波,设有一平面波,还有一个与波面平行的一狭缝设有一平面波,还有一个与波面平行的一狭缝.子波面的包络面不再是平面,子波面的包络面不再是平面,传播方向偏离原方向而向外延伸,传播方向偏离原方向而向外延伸,进入缝两侧的阴影区域进入缝两侧的阴影区域当障碍物较大当障碍物较大,比波长大得多时比波长大得多时,衍射不明显衍射不明显;当障碍物较小当障碍物较小,可与波长比拟时可与波长比拟时,衍射就明显。衍射就明显。水波通过狭缝时的水波通过狭缝时的衍射图样衍射图样当障碍物较大当障碍物较大
6、,比波长大得多时比波长大得多时,衍射不明显衍射不明显;当障碍物较小当障碍物较小,可与波长比拟时可与波长比拟时,衍射就明显。衍射就明显。如你家在大山后如你家在大山后,而广播台、而广播台、电视台都在山的左侧电视台都在山的左侧,听广播听广播 和看电视和看电视,哪个更容易哪个更容易?广播和电广播和电视哪个更视哪个更容易收到容易收到?更容易听到男更容易听到男的还是女的说的还是女的说话的声音?话的声音?障障碍碍物物三三.波的反射和折射波的反射和折射1.波的反射波的反射(自学)(自学)2.波的折射波的折射波动从一种介质传到另一种介质时,波动从一种介质传到另一种介质时,在两种介质的分界面上,传播方向要发生变化
7、,在两种介质的分界面上,传播方向要发生变化,产生反射和折射现象。根据实验的结果,产生反射和折射现象。根据实验的结果,可以得到波动的反射定律和折射定律。可以得到波动的反射定律和折射定律。下面用下面用惠更斯原理惠更斯原理来推导这些定律。来推导这些定律。2.波的折射波的折射下面根据惠更斯原理讨论波的折射规律下面根据惠更斯原理讨论波的折射规律当当波波动动从从一一介介质质 进入另一介质时,进入另一介质时,由由于于在在两两种种介介质质中中的波速不相同的波速不相同波波线线偏偏离离原原入入射射波波传播方向传播方向波的折射现象波的折射现象设有一平面波向两介质的分界面设有一平面波向两介质的分界面 MN 传播。传播
8、。2.波的折射波的折射当当 tt0 时,入射波的波阵面为时,入射波的波阵面为AB设有一平面波向两介质的分界面设有一平面波向两介质的分界面 MN 传播。传播。tt0波阵面为通过波阵面为通过AB 线并与图面垂直的平面,线并与图面垂直的平面,2.波的折射波的折射当当波波传传播播到到介介质质分分界界面面时时,波波阵阵面面上上的的 A 点点先先与与分分界面相遇。随后,波阵面上界面相遇。随后,波阵面上A1、A2.各点各点相相继继到到达达分分界界面面上上 E1、E2.各各点点,直直到到 tt1 时时,B点到达点到达 C 点点tt0tt12.波的折射波的折射入射波波阵面到达分界面上的入射波波阵面到达分界面上的
9、 A、E1、E2.各点各点都可作为子波的波源,发出球面波,在都可作为子波的波源,发出球面波,在tt1 时刻,时刻,从从 A、E1、E2、.各点发出的子波波阵面各点发出的子波波阵面与图面的交线为一系列圆弧,与图面的交线为一系列圆弧,tt0tt12.波的折射波的折射设设 u1 表表示示波波动动在在第第一种介质中的波速,一种介质中的波速,u2 表表示示波波动动在在第第二种介质中的波速,二种介质中的波速,tt0tt1半径分别等于半径分别等于 u2(t1 t0)、2u2(t1 t0)3、u2(t1 t0)3 。设设AA1=AA2=A2 B2.波的折射波的折射过过C 点作与圆弧相切的直线点作与圆弧相切的直
10、线CD,是圆弧的包络线,是圆弧的包络线,根据惠更斯原理,该直线就是根据惠更斯原理,该直线就是 tt1 时刻时刻折射波的波阵面与图面相交的直线。折射波的波阵面与图面相交的直线。tt0tt12.波的折射波的折射tt0tt1过过 A、E1、E2.C各点作直线各点作直线CD 的垂线的垂线这些直线就是折射波的波射线这些直线就是折射波的波射线称为称为折射线折射线 CD与与AB并不平行并不平行折射线与入射线折射线与入射线也不平行也不平行波波线线偏偏离离原原入入射射波波传播方向传播方向2.波的折射波的折射下面用下面用从上述作图从上述作图来推导折射定律来推导折射定律两种介质分界面法线如图两种介质分界面法线如图折
11、射线与分界面法线的夹角称为折射线与分界面法线的夹角称为折射角折射角 r入射线与分界面法线的夹角称为入射线与分界面法线的夹角称为入射角入射角 i两式相除两式相除入射线、折射线和分界面的法线在同一平面内;入射线、折射线和分界面的法线在同一平面内;入射角的正弦与折射角的正弦之比等于波在入射角的正弦与折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的波速与第二种介质中的波速之比。第一种介质中的波速与第二种介质中的波速之比。称为称为波的折射定律波的折射定律。比值比值 n21 称为第二种介质对第一种介质的称为第二种介质对第一种介质的相对折射率相对折射率这就是说,这就是说,当波动从波速大的介质射入波速小的介质中,当波动
12、从波速大的介质射入波速小的介质中,折射线偏向法线,折射线偏向法线,当波动从波速小的介质射入波速大的介质中,当波动从波速小的介质射入波速大的介质中,折射线偏离法线折射线偏离法线前面讨论的都是介质中只有一列波的传播规律,前面讨论的都是介质中只有一列波的传播规律,当在同一介质中,当在同一介质中,同时有几个波源产生几列波时,会发生什么呢?同时有几个波源产生几列波时,会发生什么呢?7 7 波的叠加原理波的叠加原理 波的干涉波的干涉 一一.波的叠加原理波的叠加原理媒质中同时有几列波时媒质中同时有几列波时,每列波都将保持每列波都将保持自己原有的特性自己原有的特性(传播方向、振动方向、频率等传播方向、振动方向
13、、频率等),不受其它波的影响不受其它波的影响 。1.波传播的独立性波传播的独立性波的独立性的波的独立性的例子例子:2.叠加原理叠加原理在几列波相遇而互相交叠的区域中,在几列波相遇而互相交叠的区域中,某点的振动是各列波某点的振动是各列波单独单独传播时,传播时,在该点引起的振动的合成。在该点引起的振动的合成。v 波的强度过大波的强度过大非线性波,叠加原理不成立非线性波,叠加原理不成立v 波动方程的波动方程的线性线性决定了波服从叠加原理决定了波服从叠加原理v 叠加原理叠加原理告诉可将一列复杂的波告诉可将一列复杂的波 分解为许多简谐波的叠加分解为许多简谐波的叠加说明:说明:是方程的解是方程的解也是方程
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学物理 惠更斯 原理 衍射 折射
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。