高中物理奧林匹克競賽專題-惠更斯原理和波的應用-(共2份打包)

球面波平面波介質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，這些子波的包絡就是新的波前.這就是惠更斯原理.一惠更斯原理O根據惠更斯原理，只要知道某一時刻的波陣面就可以用幾何做圖法確定下一時刻的波陣面。因此這一原理又就惠更斯作圖法，它在很大程度上解決了波的傳播方向問題。球面波平面波O

波的衍射

水波通過狹縫后的衍射

波在傳播過程中遇到障礙物時，能繞過障礙物的邊緣，在障礙物的陰影區(qū)內繼續(xù)傳播.

波的衍射

波在傳播過程中，遇到障礙物時其傳播方向發(fā)生改變，繞過障礙物的邊緣繼續(xù)傳播。利用惠更斯原理可解釋波的衍射。

波達到狹縫處，縫上各點都可看作子波源，作出子波包絡，得到新的波前。在縫的邊緣處，波的傳播方向發(fā)生改變。

此時波陣面不再是平面，在靠近邊緣處，波陣面進入了陰影區(qū)域，表示波已繞過障礙物的邊緣處，波陣面進入了陰影區(qū)域，表示波已繞過障礙物的邊緣傳播?？死锼沟侔病せ莞够莞梗?ChristianHaygen，1629—1695)荷蘭物理學家、數學家、天文學家。1629年出生于海牙。1655年獲得法學博士學位。1663年成為倫敦皇家學會的第一位外國會員。克里斯蒂安·惠更斯（ChristianHuygens1629-1695）是與牛頓同一時代的科學家，是歷史上最著名的物理學家之一，他對力學的發(fā)展和光學的研究都有杰出的貢獻，在數學和天文學方面也有卓越的成就，是近代自然科學的一位重要開拓者。二波的干涉

幾列波相遇之后，仍然保持它們各自原有的特征（頻率、波長、振幅、振動方向等）不變，并按照原來的方向繼續(xù)前進，好象沒有遇到過其他波一樣.

在相遇區(qū)域內任一點的振動，為各列波單獨存在時在該點所引起的振動位移的矢量和.1波的疊加xy聲波的疊加一般而言，波的疊加較復雜波的獨立性原理繩波水波光波∩∩兩列波在相遇后，仍然各自保持自身的波動特性，這就是波傳播的獨立性原理。細雨綿綿獨立傳播

頻率相同、振動方向平行、相位相同或相位差恒定的兩列波相遇時，使某些地方振動始終加強，而使另一些地方振動始終減弱的現象，稱為波的干涉現象.2波的干涉水波的干涉現象*波源振動點P的兩個分振動1）頻率相同；2）振動方向平行；3）相位相同或相位差恒定.

波的相干條件*點P的兩個分振動常量討論1)

合振動的振幅（波的強度）在空間各點的分布隨位置而變，但是穩(wěn)定的.其他振動始終加強振動始終減弱2)波程差若則振動始終減弱振動始終加強其他3)討論

例如圖所示，A、B兩點為同一介質中兩相干波源.其振幅皆為5cm，頻率皆為100Hz，但當點A為波峰時，點B恰為波谷.設波速為10m/s，試寫出由A、B發(fā)出的兩列波傳到點P

時干涉的結果.解15m20mABP

設A

的相位較B

超前，則.點P合振幅三波的應用（簡介）音響技術：音樂的空間感、環(huán)繞感，音樂廳設計.聲納技術:水中目標的探測、跟蹤、通訊、導航等.超聲技術:超聲診斷、無創(chuàng)治療.通信技術:衛(wèi)星通信、光纖通信、網絡世界.1.駐波

振幅、頻率、傳播速度都相同的兩列相干波，在同一直線上沿相反方向傳播時疊加而形成的一種特殊的干涉現象.駐波的形成

在彈性介質中傳播的機械縱波，一般統(tǒng)稱為聲波.

可聞聲波20~20000Hz次聲波低于20Hz超聲波高于20000Hz

聲強：聲波的能流密度.2.聲強級超聲波和次聲波

貝爾（B）

聲強級：人們規(guī)定聲強（即相當于頻率為1000Hz

的聲波能引起聽覺的最弱的聲強）為測定聲強的標準.如某聲波的聲強為I，則比值的對數，叫做相應于I

的聲強級

LI

.聲強：聲波的能流密度.分貝（dB

）能夠引起人們聽覺的聲強范圍：聲源聲強W/m2聲強級dB響度引起痛覺的聲音1120搖滾音樂會10-1110震耳交通繁忙的街道10-570響通常的談話10-660正常耳語10-1020輕樹葉的沙沙聲10-1110極輕引起聽覺的最弱聲音10-120幾種聲音近似的聲強、聲強級和響度

超聲波在科學研究和生產上的應用

聲納探測器:船只上的發(fā)射器先向海底發(fā)射超聲波，然后通過儀器接收和分析反射回來的訊息，從而得到整個海床的面貌.

超聲波頻率高（可達）、能量大、穿透本領大，可用于測量海洋深度，海底地形，探測沉船和魚群；工業(yè)探傷;醫(yī)學上用超聲波顯示人體內部病變部分圖象等.1.

在檢測中的應用

B超:因為不同身體構造反射是不同的，所以高頻率聲音(超聲波）可用來作醫(yī)學成像.越短的波長，得到的解像度就越高.2.

在加工處理和醫(yī)學治療中的應用

超聲波在液體中會引起空化作用,它可用于搗碎藥物制成各種藥劑,食品工業(yè)上用于制作調味劑,建筑業(yè)上用于制作水泥乳燭液.

超聲波可以用來弄碎腎石,消毒食物，因為高速的振動會令細菌難以抵抗.超聲波亦可以用來清除眼鏡或飾物的污垢.

多普勒超聲波掃描術:利用多普勒效應,反射超聲波物體的運動會改變回聲的頻率,可測量速度.利用超聲波的多普勒效應體檢超聲多普勒效應測血流速

胎兒的超聲波影象（假彩色）警察用多普勒測速儀測速3.超聲電子學

利用超聲元件代替電子元件制作在內的延遲線,振蕩器,諧振器,帶通濾波器等儀器,可廣泛用于電視、通訊、雷達等方面.

次聲（）：在火山爆發(fā)、地震、隕石落地、大氣湍流、雷暴、磁暴等自然活動中都會有次聲產生，次聲是研究地球、大氣、海洋運動的有力工具.

次聲波武器:用振蕩頻率與人體大腦節(jié)律或人體內臟器官固有頻率相近的次聲波,使人神經錯亂或破壞內臟至死亡.這是目前威力最大的聲波武器.20、時刻回想自己有什么，想要什么，自己為此做了什么?10、人生有順境也有逆境，輸什么也不能輸了心情;人生有進有退，輸什么也不要輸掉自己。6、那些嘗試去做某事卻失敗的人，比那些什么也不嘗試做卻成功的人不知要好上多少。4、如果你看到前面的陰影，別怕，那是因為你背后有陽光。5、有些事情不是看到了希望才去堅持，而是堅持了才會看到希望。18、重新自己的生活，即使是一個人。18、不要嘲笑鐵樹。為了開一次花，它付出了比別的樹種更長久的努力。13、勇往直前，永不言敗，帶領鄉(xiāng)親，走向致富。1、你接受比抱怨還要好，對于不可改變的事實，你除了接受以外，沒有更好的辦法了。13、用冷靜的目光去看待人世間的一切，才能活得坦蕩，活得超然。19、經營信為本，買賣禮當先。心態(tài)決定成敗，有志者事竟成。12、拋掉過去，不一定有好的開始，但一定不會比過去壞。3、真心的對別人產生點興趣，是推銷員最重要的品格。2、大路走盡還有小路，只要不停地走，就有數不盡的風光。5、不要因為一點瑕疵而放棄一段堅持，即使沒人鼓掌，也要優(yōu)雅謝幕，感謝自己的付出!12、一個最困苦最卑賤最為命運所屈辱的人，只要還抱有希望，便無所怨懼。2、沒有做不到，只有不想