教案第十五章机械波 1=2=u=54o2u 显然能流密度越大，单位时间垂直通过单位面积的能量就越多，表示波动越强列。所 以能流密度1也称为波的强度，它的单位为W.m2。 S4惠更斯原理波的衍射、反射和折射Huygens principle 一惠更斯原理 在总结大量现象的基础上，荷兰物理学家惠更斯于1679年首先提出：介质中波动传播 到各点，都可以视为发射子波的波源，在其后任意时刻，这些子波的包络就是新的波前。 如图所示： 对于任何波动过程（机械波或电磁波），不论其传播波动的介质是均匀的还是非均匀 的，是各向同性的还是各向异性的，惠更斯原理都是适用的。若己知某一时刻波前的位置， 就可以根据这一原理，用几何作图的方法，确定出下一时刻波前的位置，从而确定波传播 的方向。 二波的衍射 当波在传播过程中遇到障碍物时，其传播方向绕过障碍物发生方向改变，称为波的衍 射。衍射现象显著与否与障碍物的大小与波长之比有关。若障碍物的宽度远大于波长，衍 射现象不明显：若障碍物的宽度与波长差不多，衍射现象就比较明显：若障碍物宽度小于 波长，则衍射现象更加明显。声学中，由于声音的波长与所碰到的障碍物的大小差不多， 故声波的衍射较显著。机械波和电磁波都会产生衍射现象，衍射现象是波动的重要特征之 用惠更斯原理能够定性地说明衍射、干涉及反射等现象。 三波的反射和折射 反射与折射也是波的特征，当波传播到两种介质的分界面时，波的一部分在界面返回， 形成反射波，另一部分进入另一种介质形成折射波。 1反射定律 根据实验，可得到反射定律： 1)反射线、入射线和界面的法线在同一平面内： 2)反射角等于入射角，即 '=i 下面用惠更斯原理证明这个定律：设一平面波以入射到两者介质的界面上。根据惠 248教案 第十五章 机械波 248 wu A u S p I 2 2 2 1 = = =   显然能流密度越大，单位时间垂直通过单位面积的能量就越多，表示波动越强列。所 以能流密度 I 也称为波的强度，它的单位为 W.m−2。 §4 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射 Huygens principle 一 惠更斯原理 在总结大量现象的基础上，荷兰物理学家惠更斯于1679年首先提出：介质中波动传播 到各点，都可以视为发射子波的波源，在其后任意时刻，这些子波的包络就是新的波前。 如图所示： 对于任何波动过程（机械波或电磁波），不论其传播波动的介质是均匀的还是非均匀 的，是各向同性的还是各向异性的，惠更斯原理都是适用的。若已知某一时刻波前的位置， 就可以根据这一原理，用几何作图的方法，确定出下一时刻波前的位置，从而确定波传播 的方向。 二 波的衍射 当波在传播过程中遇到障碍物时，其传播方向绕过障碍物发生方向改变，称为波的衍 射。衍射现象显著与否与障碍物的大小与波长之比有关。若障碍物的宽度远大于波长，衍 射现象不明显；若障碍物的宽度与波长差不多，衍射现象就比较明显；若障碍物宽度小于 波长，则衍射现象更加明显。声学中，由于声音的波长与所碰到的障碍物的大小差不多， 故声波的衍射较显著。机械波和电磁波都会产生衍射现象，衍射现象是波动的重要特征之 一。 用惠更斯原理能够定性地说明衍射、干涉及反射等现象。 三 波的反射和折射 反射与折射也是波的特征，当波传播到两种介质的分界面时，波的一部分在界面返回， 形成反射波，另一部分进入另一种介质形成折射波。 1 反射定律 根据实验，可得到反射定律： 1) 反射线、入射线和界面的法线在同一平面内； 2) 反射角等于入射角，即 i = i 下面用惠更斯原理证明这个定律：设一平面波以u入射到两者介质的界面上。根据惠