第四节 惠更斯原理 波的干涉.doc

文档介绍：第二次课: 2学时
1 题目: § 惠更斯原理波的干涉
§ 驻波
2 目的:
1 了解惠更斯原理。
2 理解波的叠加原理和波的干涉。理解波的相干条件,掌握干涉加强与减弱的条件。了解驻波现象及其应用。
一、引入课题:
二、讲授新课:
§ 惠更斯原理波的干涉
一、惠更斯原理(Huygens’ principle)
波在传播过程中,由于某些原因,其传播方向、频率和振幅有可能改变。和各向同性、均匀、无限媒质中一维简谐波的情况不尽相同。惠更斯原理(惠更斯作图法)给出的方法是一种处理波传播方向的普遍方法。
1 惠更斯原理
媒质中波传到的各点,都可看作开始发射子波(wavelet)(次级波)的子波源,这些子波源可以看作是点波源,在以后的任一时刻的波前就是这些子波面的包络面。
2 应用:已知t时刻的波面®t +Dt时刻的波面,从而可得出波的传播方向。
t+Dt时刻波面
uDt
波传播方向
t时刻波面
平面波
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t
t + Dt
球面波
uDt
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例:下图中媒质均匀且各向同性,各子波都是以波速u向外扩展的球面波。介质中波动传播到的各点,都可视为发射子波的波源,在其后任一时刻,这些波的包络就是新的波前。这一规律称为惠更斯原理。
二、波的叠加原理
1 波的独立传播原理
媒质中有几列波同时在传播时,所发生的波的相遇满足下面规律。
两不同形状的正(向上)脉冲
两脉冲一正一负,且位置重合时互为镜象
u
u
?
u
u
媒质中同时有几列波时,每列波都将保持自己原有的特性(传播方向、振动方向、频率等)传播,而不受其它波的影响,和其它波不存在一样。


实例:
红绿光束空间交叉相遇(红是红、绿是绿,…)
听乐队演奏(仍可辨出不同乐器的音色、旋律)
空中无线电波很多(仍能分别接收各个电台)
2 波的叠加原理(superposition principle of wave)
(1)当几列波在同一介质中传播时,在其相遇区域内,任一点的振动为各个波单独存在时在该点引起振动的矢量和;
(2)相遇后,各列波仍保持原有的特性(频率、波长、振动方向等)不变,按照原来的方向继续前进,就像没有遇到其它的波一样。
三、波的干涉
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S1
S2
极大
极小
:
两个频率相同、振动方向相同、相位差
恒定或相位相同的波源发出的两列波,在它
们相遇区域内,某些点处的振动始终