大学物理学教程（第二版）上册：6-4 惠更斯原理

1、物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 机械波机械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 球球 面面 波波 平平 面面 波波 介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波 的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是 新的波前新的波前. 这就是惠更斯原理这就是惠更斯原理. 一一 惠更斯原理惠更斯原理 O 1 R 2 R tu 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 机械波机械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 波的衍射 波的衍射 水波通过狭缝后的衍射 水波通过狭缝后的衍射 波在传

2、播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物波在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物 的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播. 波的衍射波的衍射 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 机械波机械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 二二 波的干涉波的干涉 2 几列波相遇之后，仍然保持它们各自原有的特征几列波相遇之后，仍然保持它们各自原有的特征 （频（频、波长、振幅、振动方向等）不变、波长、振幅、振动方向等）不变, 并按照原来并按照原来 的方向继续前进的方向继续前进, 好象没有遇到过其他波一样好象没有遇到过其他波一样.（独立性独立性） 2 在相遇区域内任一点的

3、振动，为各列波单独存在在相遇区域内任一点的振动，为各列波单独存在 时在该点所引起的振动位移的矢量和时在该点所引起的振动位移的矢量和.（叠加性叠加性） 1 波的叠加原理波的叠加原理 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 机械波机械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 频率相同、频率相同、 振动方向平行、振动方向平行、 相位相同或相位相位相同或相位 差恒定的两列波差恒定的两列波 相遇时，使某些相遇时，使某些 地方振动始终加地方振动始终加 强，而使另一些强，而使另一些 地方振动始终减地方振动始终减 弱的现象，称为弱的现象，称为 波的干涉现象波的干涉现象. 2 波的干涉波的干涉 物理学

4、教程物理学教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 机械波机械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 水水 波波 的的 干干 涉涉 现现 象象 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 机械波机械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 1 S 2 S P * 1 r 2 r 波源振动波源振动 )cos( 111 tAy )cos( 222 tAy )2cos( 1 111 r tAy P )2cos( 2 222 r tAy P 点点P 的两个分振动的两个分振动 （1）频率相同；频率相同； （2）振动方向平行；振动方向平行； （3）相位相同或相位差恒定相位相同或相位差恒定. 波的相干条件波

5、的相干条件 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 机械波机械波 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 点点P 的两个分振动的两个分振动 12 12 2 rr 常量常量 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 机械波机

6、械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 讨讨 论论 ( (1) ) 合振动的振幅（波的强度）在空间各点的分布合振动的振幅（波的强度）在空间各点的分布 随位置而变，但是稳定的随位置而变，但是稳定的. ),2, 1 ,0(2kk ), 2 , 1 , 0() 12(kk 2121 AAAAA其他其他 21 AAA振动始终振动始终加强加强 21 AAA振动始终振动始终减弱减弱 ( (2) ) cos2 21 2 2 2 1 AAAAA 12 12 2 rr 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 机械波机械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 波程差波程差 12 rr 若若 则则 21 2

7、 21 AAA振动始终振动始终减弱减弱 21 AAA振动始终振动始终加强加强 ),2, 1 ,0()21(kk 2121 AAAAA其他其他 ), 2 , 1 , 0(kk ( (3) ) 讨讨 论论 cos2 21 2 2 2 1 AAAAA 12 12 2 rr 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） 第六章第六章 机械波机械波 6 4 惠更斯原理惠更斯原理 例例 如图所示，如图所示，A、B 两点为同一介质中两相干波两点为同一介质中两相干波 源源. 其振幅皆为其振幅皆为5 cm，频率皆为，频率皆为100 Hz，但当点，但当点 A 为为 波峰时，点波峰时，点B 恰为波谷恰为波谷.设波速为设波速为10 m/s，试写出由，试写出由A、 B发出的两列波传到点发出的两列波传到点P 时干涉的结果时干涉的结果. 解解 15 m 20