高二物理競賽惠更斯原理課件

§12-5惠更斯原理

平面簡諧波只是理想模型，大多數(shù)情況下很難寫出波動方程的，如何解決波的傳播問題呢？物理上通常采用定性和半定量的方法。

惠更斯原理就是非常成功的定性和半定量方法。

1678年惠更斯提出：簡潔的作圖法定性解決了波的傳播問題，稱惠更斯原理。波動方程和惠更斯原理同等重要,相互補充.

媒質(zhì)中波動傳播到的各點都可以看作是發(fā)射子波的波源，而在其后的任意時刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前.一、惠更斯原理平面波球面波利用惠更斯原理可以由t時刻波陣面畫出t+Δt時刻的波陣面。二波的衍射射

波傳播過程中當遇到障礙物時，能繞過障礙物的邊緣而傳播的現(xiàn)象稱作波的衍射。一切波動都具有衍射現(xiàn)象，衍射現(xiàn)象是否明顯，決定著波長與障礙物線度比值的大小。1）遇到障礙物可得到衍射波的波陣面。2）推導(dǎo)反射定律和折射定律。惠更斯原理用途

惠更斯原理在相當廣泛的范圍內(nèi)解決了波的傳播方向的問題。四、入射波和折射波、反射波的相位關(guān)系波密媒質(zhì)：特性阻抗u相對較大.波疏媒質(zhì)：特性阻抗u相對較小.介質(zhì)的密度與波速u的乘積u稱為特性阻抗.

在兩種介質(zhì)的分界面處,反射波與透射波引起的兩振動相位相同，沒有相位變化.1.透射波2.反射波

當波從波疏介質(zhì)入射到波密介質(zhì)，入射波與反射波在界面處的相位相反,即反射波在分界處產(chǎn)生的相位躍變，相當于出現(xiàn)了半個波長的波程差，稱半波損失.

當波從波密介質(zhì)入射到波疏介質(zhì)，入射波與反射波在界面處的相位相同，即反射波在分界處無半波損失.

例2一平面簡諧波沿ox軸正方向傳播，已知振幅.在時坐標原點處的質(zhì)點位于平衡位置沿oy軸正方向運動.求1）波動方程解:寫出波動方程的標準式O2）求波形圖.時的波形方程o2.01.0-1.00.53）

處質(zhì)點的振動規(guī)律并做圖.

處質(zhì)點的振動方程01.0-1.02.0O1234******12341.0

例3

一平面簡諧波沿軸正向傳播，其振幅為A，頻率為

,波速為u，設(shè)時刻的波形曲線如圖。求：（1）原點處質(zhì)點振動方程

oA-A解（1）設(shè)o點振動方程由圖：在t=t′時刻，o點位移為零，振動速度小于零，所以在t=t′時刻o點的相位等于/2OoA-Aux=0處振動方程為該波的波動方程為（2）該波的波動方程

例4一平面簡諧波以速度沿直線傳播,波線上點A的簡諧運動方程為1）以A

為坐標原點，寫出波動方程Apx解：AB5mpx2）以B

為坐標原點，寫出波動方程P點的振動時間比A點落后解一2）以B

為坐標原點，寫出波動方程AB5m解二3）寫出傳播方向上點C、點D的簡諧運動方程點C的相位比點

A超前ABCD5m9m8m點D的相