惠更斯原理反射、折射、衍射

1、惠更斯原理反射、折射、衍射波前：在同一时刻，波动传播所至的点集合， 联机。直线波的波前为直线，点波源在平面上的波前为 波动行进的方向，恒与波前保持垂直。称为波前(wave front)，如水波的相邻波峰(谷)圆周线，在空间中则为球面。波行進方向Huygens子波原理的内容：1. 光波波前上的每一点，可看成一个新的次级波源，发出子波；2. 下一个时刻的波前为所有子波的共同包络面；3. 波的传播方向在子波源与子波面和包络面的切点的连线方向上。一、惠更斯原理任何时刻波面上的每一点都可作为次波的波源，各自发出球面波；在以后的任何时刻，所有这些次波波面 的包络面形成整个波在该时刻的新波面。1直线传播规律

2、广较好的解释光的J反射折射规律成功之处Y双折射现象一定性的解释光的干涉、衍射现象-不能解释干涉衍射光的振幅变化不足之处-不能解释衍射光强的重新分布波前上的每一点可以视为微小子波的来源，子波并以整体的波速向波之行进方向扩展。下一时刻的波前为与各子波相切的曲面。根据惠更斯原理，若某瞬间波前为PP 曲面，在 At时间之后，波前的位置为QCT曲面，波形进行 方向与波前垂直。波源水面产生直线波的瞬间波形，波前AA 及波前BB *各 点到波源的距离都相同。直线前进的平面波，若不遇到任何阻碍，下一时刻的波前形状也会是直线。惠更斯原理对波的传播的解释,能绕过障碍物的边缘而传播的现象。波的折射:波的折射衍射现象

3、：波传播过程中当遇到障碍物时用作图法杏出折射波的传播方向 b C=n 1 (Z2a 1 由图有波的折射定律(i)折射线、入射线和界.折射波传播方向I法线在同一平面内。sin/(2)|Ain r U2 ha,入射角，尸一折射角菲涅耳对惠更斯原理的改进菲涅耳在惠更斯原理的基础上，补充了描述次波的基本特征一一位相和振幅的定量表示式，并增加了 “次 波相干叠加”的原理，从而发展成为惠更斯一一菲涅耳原理。这个原理的内容表述如下：面积元dS所发出的各次波的振幅和位相满足下面四个假设：(1) 在波动理论中，波面是一个等位相面。因而可以认为dS面上各点所发出的所有次波都有相同的初位相(可令其为零)。(2) 次

4、波在P点处所引起的振动的振幅与r成反比。这相当于表明次波是球面波。(3) 从面元dS所发次波在P处的振幅正比于dS的面积，且与倾角B有关，其中B为dS的法线N 与dS到P点的连线r之间的夹角，即从dS发出的次波到达P点时的振幅随B的增大而减小(倾斜因数)。(4) 次波在P点处的位相，由光程nr决定。惠更斯原理：介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，在其后任意时刻这些子波的包迹就决定新的波阵面（波阵面的概念略，一定弄懂）。如插图，并用声波为例解答如下：ULm为一纵波从介质M有一定角度入射到介质N中，如介质M和N都是固体，则如图上半部所示，在两介质界面处产生折射，在介质N中产生纵波U

5、L-n和横波U S-n ;在两介质界面处产反射在介质M中产生反射的纵波ULm和反射的横波USm。图下半部分用惠更斯原理解释了折射和 反射产生的原理。假设传播速度为：U L-nU S-n U L-mU S-mo从左下图可见，AA和DD所经历的时间是相同的，但AA之间距离要大于D-D*,所以进入介质N后的UL-n的传播方向是 新的波阵面的包络线的法线方向，发生了折射！折射角的变化只和该波在两介质中传播速度的比有关（公式 略）。右下是反射的情况，由于反射的纵波和入射纵波都是在M中传播，所以反射角和入射角相等。由于ULnUSnULmUSm,用同样的分析方法，可以得到图中上面完全的折射、反射的纵和横波的传播方向！L/S-nIUUs4ULmUsm匕 纵