大學(xué)物理學(xué)教程（第二版）上冊：6-4 惠更斯原理

1、物理學(xué)教程物理學(xué)教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 機(jī)械波機(jī)械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 球球 面面 波波 平平 面面 波波 介質(zhì)中波動傳播到的各點都可以看作是發(fā)射子波介質(zhì)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(luò)就是的波源，而在其后的任意時刻，這些子波的包絡(luò)就是 新的波前新的波前. 這就是惠更斯原理這就是惠更斯原理. 一一 惠更斯原理惠更斯原理 O 1 R 2 R tu 物理學(xué)教程物理學(xué)教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 機(jī)械波機(jī)械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射 波的衍射 水波通過狹縫后的衍射 水波通過狹縫后的衍射 波在傳

2、播過程中遇到障礙物時，能繞過障礙物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(nèi)繼續(xù)傳播的邊緣，在障礙物的陰影區(qū)內(nèi)繼續(xù)傳播. 波的衍射波的衍射 物理學(xué)教程物理學(xué)教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 機(jī)械波機(jī)械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 二二 波的干涉波的干涉 2 幾列波相遇之后，仍然保持它們各自原有的特征幾列波相遇之后，仍然保持它們各自原有的特征 （頻（頻、波長、振幅、振動方向等）不變、波長、振幅、振動方向等）不變, 并按照原來并按照原來 的方向繼續(xù)前進(jìn)的方向繼續(xù)前進(jìn), 好象沒有遇到過其他波一樣好象沒有遇到過其他波一樣.（獨立性獨立性） 2 在相遇區(qū)域內(nèi)任一點的

3、振動，為各列波單獨存在在相遇區(qū)域內(nèi)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時在該點所引起的振動位移的矢量和.（疊加性疊加性） 1 波的疊加原理波的疊加原理 物理學(xué)教程物理學(xué)教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 機(jī)械波機(jī)械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 頻率相同、頻率相同、 振動方向平行、振動方向平行、 相位相同或相位相位相同或相位 差恒定的兩列波差恒定的兩列波 相遇時，使某些相遇時，使某些 地方振動始終加地方振動始終加 強(qiáng)，而使另一些強(qiáng)，而使另一些 地方振動始終減地方振動始終減 弱的現(xiàn)象，稱為弱的現(xiàn)象，稱為 波的干涉現(xiàn)象波的干涉現(xiàn)象. 2 波的干涉波的干涉 物理學(xué)

4、教程物理學(xué)教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 機(jī)械波機(jī)械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 水水 波波 的的 干干 涉涉 現(xiàn)現(xiàn) 象象 物理學(xué)教程物理學(xué)教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 機(jī)械波機(jī)械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 1 S 2 S P * 1 r 2 r 波源振動波源振動 )cos( 111 tAy )cos( 222 tAy )2cos( 1 111 r tAy P )2cos( 2 222 r tAy P 點點P 的兩個分振動的兩個分振動 （1）頻率相同；頻率相同； （2）振動方向平行；振動方向平行； （3）相位相同或相位差恒定相位相同或相位差恒定. 波的相干條件波

5、的相干條件 物理學(xué)教程物理學(xué)教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 機(jī)械波機(jī)械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 )cos( 21 tAyyy PPP ) 2 cos() 2 cos( ) 2 sin() 2 sin( tan 1 22 1 11 2 22 1 11 r A r A r A r A cos2 21 2 2 2 1 AAAAA 1 S 2 S P * 1 r 2 r )2cos( 1 111 r tAy P )2cos( 2 222 r tAy P 點點P 的兩個分振動的兩個分振動 12 12 2 rr 常量常量 物理學(xué)教程物理學(xué)教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 機(jī)械波機(jī)

6、械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 討討 論論 ( (1) ) 合振動的振幅（波的強(qiáng)度）在空間各點的分布合振動的振幅（波的強(qiáng)度）在空間各點的分布 隨位置而變，但是穩(wěn)定的隨位置而變，但是穩(wěn)定的. ),2, 1 ,0(2kk ), 2 , 1 , 0() 12(kk 2121 AAAAA其他其他 21 AAA振動始終振動始終加強(qiáng)加強(qiáng) 21 AAA振動始終振動始終減弱減弱 ( (2) ) cos2 21 2 2 2 1 AAAAA 12 12 2 rr 物理學(xué)教程物理學(xué)教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 機(jī)械波機(jī)械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 波程差波程差 12 rr 若若 則則 21 2

7、 21 AAA振動始終振動始終減弱減弱 21 AAA振動始終振動始終加強(qiáng)加強(qiáng) ),2, 1 ,0()21(kk 2121 AAAAA其他其他 ), 2 , 1 , 0(kk ( (3) ) 討討 論論 cos2 21 2 2 2 1 AAAAA 12 12 2 rr 物理學(xué)教程物理學(xué)教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 機(jī)械波機(jī)械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 例例 如圖所示，如圖所示，A、B 兩點為同一介質(zhì)中兩相干波兩點為同一介質(zhì)中兩相干波 源源. 其振幅皆為其振幅皆為5 cm，頻率皆為，頻率皆為100 Hz，但當(dāng)點，但當(dāng)點 A 為為 波峰時，點波峰時，點B 恰為波谷恰為波谷.設(shè)波速為設(shè)波速為10 m/s，試寫出由，試寫出由A、 B發(fā)出的兩列波傳到點發(fā)出的兩列波傳到點P 時干涉的結(jié)果時干涉的結(jié)果. 解解 15 m 20