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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。
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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

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