§5-4惠更斯原理波的叠加和千涉第五章机械波 惠更斯原理( Huygens principle 前面讨论了波动的基本概念,现在讨论与波 的传播特性有关的现象、原理和规律。 由于某些原因,波在传播中,其传播方向、 频率和振幅都有可能改变。 惠更斯原理给出的方法(惠更斯作图法) 是一种处理波传播方向的普遍方法。 2021年2月24日星期 http://blog.sinacomcn/p 第1页
§5-4 惠更斯原理 波的叠加和干涉 第五章 机械波 2021年2月24日星期三 http://blog.sina.com.cn/phy 第1页 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，波在传播中
§5-4惠更斯原理波的叠加和千涉第五章机械波 -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 发射子波(次级波)的波源(点源),其后 的任一时刻,这些子波面的包络面(包迹) 就是波在该时刻的新的波面。 2.原理的应用 已知t时刻的波面→什△时刻的波面, 从而可进一步给出波的传播方向。 2021年2月24日星期 http://blog.sinacomcn/p 第2页
§5-4 惠更斯原理 波的叠加和干涉 第五章 机械波 2021年2月24日星期三 http://blog.sina.com.cn/phy 第2页 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
§5-4惠更斯原理波的叠加和干涉第五章机械波 例如,均匀各向同性媒质内波的传播: 平面波 球面波 t时刻波面t△时刻波面 t+△t 波传播方向 L△t 2021年2月24日星期 http://blog.sinacomcn/p 第3页
§5-4 惠更斯原理 波的叠加和干涉 第五章 机械波 2021年2月24日星期三 http://blog.sina.com.cn/phy 第3页 例如，均匀各向同性媒质内波的传播： t+t时刻波面 · · · · · ut 波传播方向 t 时刻波面 平面波 t + t 球面波 u · · · · · ·· · · · · · · t · · •
§5-4惠更斯原理波的叠加和千涉第五章机械波 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 例如: 衍射波 入射波 入射波 障碍物 障碍物 衍射波 相对于波长而言,障碍物的线度越大衍射现象 越不明显,障碍物的线度越小衍射现象越明显。 2021年2月24日星期 http://blog.sinacomcn/p 第4页
§5-4 惠更斯原理 波的叠加和干涉 第五章 机械波 2021年2月24日星期三 http://blog.sina.com.cn/phy 第4页 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 障碍物 衍射波 a 障碍物的线度越大衍射现象 越不明显，障碍物的线度越小衍射现象越明显。 例如： 相对于波长而言
§5-4惠更斯原理波的叠加和千涉第五章机械波 水波通过窄缝时的衍射 2021年2月24日星期 http://blog.sinacomcn/p 第5页
§5-4 惠更斯原理 波的叠加和干涉 第五章 机械波 2021年2月24日星期三 http://blog.sina.com.cn/phy 第5页 水波通过窄缝时的衍射
§5-4惠更斯原理波的叠加和千涉第五章机械波 广播和电 障碍 视哪个更 米容易收到? 更容易听到 >男的还是女 的说话的声 音? 工口(声音强度相同的情况下) 2021年2月24日星期 http://blog.sinacomcn/p 第6页
§5-4 惠更斯原理 波的叠加和干涉 第五章 机械波 2021年2月24日星期三 http://blog.sina.com.cn/phy 第6页 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 （声音强度相同的情况下）
§5-4惠更斯原理波的叠加和干涉第五章机械波 ④三1波的反射和折射( reflection refraction) △1波的反射(书P183) 2波的折射:用惠更斯作图法导出折射定律 入射波八法线 BC=u,△t= AC sini B 媒质1、 u1△t AD=2△t= AC sinr 折射率n1 EC sInl 媒质2、 const。 折射率42△MDF sir"2↑1 光波1=,马2 折射波传播方向 得到1si=n2Sinr|—折射定律 2021年2月24日星期 http://blog.sinacomcn/p 第7页
§5-4 惠更斯原理 波的叠加和干涉 第五章 机械波 2021年2月24日星期三 http://blog.sina.com.cn/phy 第7页 三. 波的反射和折射（reflection & refraction） △1.波的反射（书P183） 2.波的折射：用惠更斯作图法导出折射定律 u2t 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 u1t · · F D u2 折射波传播方向 r n sini n sinr 1 = 2 —— 折射定律 BC u t AC sini = 1 = AD u t AC sinr = 2 = 2 1 sin sin u u r i = const. 1 2 = = n n 2 2 1 1 n c u n c 光波 u = ， = 得到
§5-4惠更斯原理波的叠加和干涉第五章机械波 ⑦光密媒质→光疏媒质时’折射角厂>入射角。 (大) (大 2小)沙 n2(小)r=90° SInlce 临界角 当入射>临界角时,将无折射光一全反射。 全反射的一个重要应用是光导纤维(光纤), 它是现代光通信技术的重要器件。 2021年2月24日星期 http://blog.sinacomcn/p 第8页
§5-4 惠更斯原理 波的叠加和干涉 第五章 机械波 2021年2月24日星期三 http://blog.sina.com.cn/phy 第8页 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) 1 2 C sin n n i = 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
§5-4惠更斯原理波的叠加和干涉第五章机械波 光导纤维 2021年2月24日星期 http://blog.sinacomcn/p 第9页
§5-4 惠更斯原理 波的叠加和干涉 第五章 机械波 2021年2月24日星期三 http://blog.sina.com.cn/phy 第9页 光 导 纤 维
§5-4惠更斯原理波的叠加和干涉第五章机械波 光纤通信容量大, 电缆而且损耗小。 在不加中继站的情 况下,光缆传输距离 可达300公里。而同轴 光缆电缆只几公里,微波 也只有几十公里。 图中的细光缆和粗 我国电信的主干线 电缆的通信容量相同早已全部为光缆 2021年2月24日星期 http://blog.sinacomcn/p 第10页
§5-4 惠更斯原理 波的叠加和干涉 第五章 机械波 2021年2月24日星期三 http://blog.sina.com.cn/phy 第10页 光缆 电缆 图中的细光缆和粗 电缆的通信容量相同 我国电信的主干线 可达300公里。 也只有几十公里。 而且损耗小。 光纤通信容量大， 在不加中继站的情 况下，光缆传输距离 而同轴 电缆只几公里，微波 早已全部为光缆