上海交通大学：《大学物理教程》课程电子教案（课件讲稿）第17章 机械波 17.3 惠更斯原理

第17章机械波 §17.1机械波的类型 §17.2机械波的速度 §17.3惠更斯原理 §17.4平面简谐波 §17.5平面波的波动方程 §17.6波的能流密度和强度 §17.7半波反射和全波反射 §17.8波的叠加和干涉现象 §17.9多普勒效应

第 17 章 机械波 §17.1 机械波的类型 §17.2 机械波的速度 §17.3 惠更斯原理 §17.4 平面简谐波 §17.5 平面波的波动方程 §17.6 波的能流密度和强度 §17.7 半波反射和全波反射 §17.8 波的叠加和干涉现象 §17.9 多普勒效应

§17.3惠更斯原理 一、惠更斯原理 1.波动传到的各点都可以 看作是发射球面子波的 波源，在其后的任一 时刻，这些子波波阵面 的包迹就决定新的波阵 面一惠更斯原理。 C.Huygens 荷兰物理学家(1629-1695) 2.t时刻波阵面 →什△t时刻波阵面 →波的传播方向（如下页图)

1. 波动传到的各点都可以 看作是发射球面子波的 波源， 在其后的任一 时刻，这些子波波阵面 的包迹就决定新的波阵 面—惠更斯原理。 §17.3 惠更斯原理 2. t 时刻波阵面 → t+Δt 时刻波阵面 →波的传播方向（如下页图） 一、惠更斯原理 荷兰物理学家(1629-1695) C.Huygens

t时刻波阵面 子波源 子波源 子波 子波 什△t时刻波阵面

子波源 子波 子波 t+Δt 时刻波阵面 t 时刻波阵面 子波源

二、波的衍射 1.现象 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—衍射。 2.作图 可用惠更斯原理作图。 阴影区 阴影区 (1)a<元 (2)a~

二、波的衍射 1. 现象 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——衍射。 2. 作图 可用惠更斯原理作图。 （2）a ~ λ 阴影区 阴影区 a （1）a << λ

可见，长波衍射现象明显，方向性不好； 短波衍射现象不明显，方向性好。 (长波、短波是以波长与障碍物的线度相比较而言的) ★如你家住在山后，收听广播和收看电 视哪个信号更容易接收到？ (俯视图) ★a(男)、b(女)在说话，c在墙 后偷听，c较容易听到谁的声音？ 当然，c不应该这样去偷听！ 墙

可见，长波衍射现象明显，方向性不好； 短波衍射现象不明显，方向性好。 (长波、短波是以波长与障碍物的线度相比较而言的) ★ 如你家住在山后，收听广播和收看电 视哪个信号更容易接收到？ 墙 c a b (俯视图) ★a(男)、b(女) 在说话，c 在墙 后偷听， c较容易听到谁的声音？ 当然，c 不应该这样去偷听!

三、波的散射 当波在传播途中遇 到球形小颗粒时， 波将以小颗粒为球 心发射球面子波， 使波向各个方向散 开，这一现象称为 散射

三、波的散射 当波在传播途中遇 到球形小颗粒时， 波将以小颗粒为球 心发射球面子波， 使波向各个方向散 开，这一现象称为 散射

四、波的折射 用作图法求出折射波的传播方向。 BC=u(t-) AD=u2(t-i) 由图可得波的折射定律： sin0iu sin0, u2 折射波传播方向 0一入射角，0—折射角。 END

用作图法求出折射波的传播方向。 BC= u 1 ( t2 - t 1 ) AD = u 2 ( t2 - t 1 ) 由图可得波的折射定律： 2 1 r i sin sin u u θ θ = 折射波传播方向 θr θi —入射角， θr—折射角。 四、波的折射 θi （ 1 ） （ 2 ） A B E C D t 1 t2 END