2022.1.21 小知识：惠更斯原理

不知道有多少同学注意到今天作业二卷的标题：

出于好奇心查阅了未曾提到的【惠更斯原理】的有关内容，再者今天即使大晚上真的没想出来能分享啥（英语不会啊！）不妨就来拓展阅读下，再说也可以锻炼下自己的物理思维。

主干内容其实是COPY的课本。在没有学案的情况下自己读过努力理解确实是件有趣的事？

“最近对威廉厄姆讲的一个观点感触很深：由于某种演化机制，人类的大脑虽然好奇，但天然不擅长思考。——赵增普”

以下是选修3-4机械波的第六节（前五节大体即如今课本机械波全章）。

可能有助于阅读的提纲：

1. 首先需要掌握的概念：波面 波线 球面波 平面波
2. 定义中可能难以理解的词语：子波（是为了解释波动现象而假想出来的波） 包络面（即波面）
3. 其对波的反射、折射和衍射的解释与局限性。

波的反射、折射和衍射都可以通过惠更斯原理解释。

惠更斯原理仅解释了波的传播方向。

图12.6-5和图12.6-6中两条圆弧所在圆半径长分别是其是对应的vΔt。在反射现象中，由于是同种介质，波速相等，可通过全等证得反射定律（反射角等于入射角）；在折射现象中，由于是不同介质，波速不相等，可得到折射定律。

另外，物理老师那天欲言又止的问题：

在波的折射中，入射角i、折射角r与入射波速v₁、折射波速v₂的关系有：

（即相对折射率。等号左右两边分别为其两种表示。）

此公式即可由惠更斯原理推导：

如图。由惠更斯原理，AB为波的一个波面。经Δt后，B点发射的子波到达界面处D点，A点发射的子波到达C点。

得证。

当然要结合下课堂知识。正好让我们再结合上面的拓展，复习下课堂笔记：

1.当v₁> v₂ 时，i >r，折射光线偏向法线;

2.当v₁< v₂ 时，i <r，折射光线偏离法线;

3.当垂直界面入射(i=0)时，r=0，波的传播方向不变;

4.在折射中，波的频率保持不变，波速和波长都发生变化。

5.频率取决于波源，波速取决于介质。

6.波发生折射的原因是波在不同介质中速度不同。

下列叙述中正确的是 BCD

A.空间点波源发出的球面波,其波面是一个球面,波线就是以波源为圆心的同心圆

B.平面波的波线是一条直线,其波线相互平行

C.根据惠更斯原理,波面各点都可看作一个子波源,子波前进的方向的包络面就是该时刻的波面

D.利用惠更斯原理,只要知道t时刻波面的位置和波速,就可确定t+△t时刻波面的位置

球面波的波线沿球面的半径方向，A错误；平面波的波线是一条直线，由于波线与波面垂直，故平面波的波线相互平行，B正确；由惠更斯原理可知，C正确；利用惠更斯原理，只要知道t时刻波面的位置和波速，就可确定另一时刻的波面的位置，D正确。

关于原理的ppt的预览动画演示：

https://max.book118.com/html/2016/0526/44010426.shtm

因为只是作为读物之类，当然大可不必整理如何，于是就用了电子版。

除了图片和题目的文字真的全是咱手打的甚至包括推理过程。其他的也是自己整理的。怎么可能是粘贴的啊。

编校：GMT+8 2022/1/22 0:36