第二章機(jī)械波4惠更斯原理與波的反射和折射1.圓形波紋和直線波紋2.圓形波紋和直線波紋圓形波紋直線波紋3.一、波動(dòng)中的幾個(gè)概念1.波線波的傳播方向?yàn)椴ň€。2.波面振動(dòng)相位相同的各點(diǎn)組成的曲面。3.波前某一時(shí)刻波動(dòng)所到達(dá)最前方的各點(diǎn)所連成的曲面。波線平面波球面波波前波面波線波面波前4.4.子波源5.波在傳播過(guò)程中，波面上的每一點(diǎn)都可以看作一個(gè)波源，稱為子波源。4.子波源6.球面波平面波O7.介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)都可以看作是發(fā)射子波的波源，而在其后的任意時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前.二惠更斯原理

根據(jù)惠更斯原理，只要知道某一時(shí)刻的波陣面就可以用幾何做圖法確定下一時(shí)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(wèn)題。8.克里斯蒂安·惠更斯惠更斯：(ChristianHaygen，1629—1695)荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。1629年出生于海牙。1655年獲得法學(xué)博士學(xué)位。1663年成為倫敦皇家學(xué)會(huì)的第一位外國(guó)會(huì)員?？死锼沟侔病せ莞埂睠hristianHuygens1629-1695〕是與牛頓同一時(shí)代的科學(xué)家，是歷史上最著名的物理學(xué)家之一，他對(duì)力學(xué)的開(kāi)展和光學(xué)的研究都有杰出的奉獻(xiàn)，在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面也有卓越的成就，是近代自然科學(xué)的一位重要開(kāi)拓者。9.N界面RN界面IL1〕反射線、入射線和界面的法線在同一平面內(nèi)；反射定律四、波的反射與折射當(dāng)波傳播到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，一局部反射形成反射波，另一局部進(jìn)入介質(zhì)形成折射波。2）

反射角等于入射角10.i

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A1A2A3B2B3B1NNAId時(shí)刻t用惠更斯原理解釋波的反射在時(shí)刻t，波陣面與圖面的交線AA3到達(dá)圖示的位置，A點(diǎn)和界面相遇。此后AA3上個(gè)點(diǎn)將依次到達(dá)界面。設(shè)經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間此波陣面與圖面的交線依次與分界面在B1、B2、B3相遇，而在，A3點(diǎn)到達(dá)B3點(diǎn)。11.B2B3B1NNAIL時(shí)刻t+△t做出此時(shí)刻界面上各點(diǎn)發(fā)出的子波的包跡。因?yàn)椴ㄔ谕唤橘|(zhì)中傳播，速度不變，所以在時(shí)刻，從A、B1、B2、發(fā)出子波的半徑分別表示為d12.這些子波的包跡面也是與圖面垂直的平面。它與圖面的交線為B3D，而且，DB3=AA3。做垂直于此波陣面的直線，即得反射線。與入射波陣面AA3垂直的線稱為入射線。B2B3B1NNAIL時(shí)刻t+△tA3D13.結(jié)論1〕反射線、入射線和界面的法線在同一平面內(nèi)；2）由于三角形AA3B3與ADB3相等，所以即：反射角等于入射角。14.折射定律1）折射線、入射線和界面的法線在同一平面內(nèi)；2）

N界面RN界面IL時(shí)刻ti

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A1A2A3B2B3B1NNAIdⅠⅡ15.時(shí)刻t+△tⅠⅡB2B3B1NNAIBR由惠更斯原理，A、A3為同一波面上的兩點(diǎn)，A、A3點(diǎn)到達(dá)界面發(fā)射子波，經(jīng)t后，A3點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面處B3點(diǎn)，A點(diǎn)的到達(dá)B點(diǎn)。用惠更斯原理解釋波的折射A316.i

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A1A2A3B2B3B1NNAIdⅠⅡⅠⅡ時(shí)刻t時(shí)刻t+△tB2B3