四、波的反射和折射概要.ppt

第十二章 机械波 四、波的反射和折射 一、波面和波线 波面：同一时刻，振动状态完全相同的点组成的面叫做波面或波阵面． 波线：用来表示波的传播方向的跟各个波面垂直的线叫做波线． 三、波的反射 波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射． 反射规律 入射角（i）和反射角（i’）：入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角．反射波的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射角． 反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同． 波遇到两种介质界面时，总存在反射． 四、波的折射 波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射． 折射规律： 1、折射角（r）：折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角． 当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线. 当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线. 当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例． 在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变． 波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同． * 18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现它们总是爱尖叫，蝙蝠为什么要尖叫呢？ 蝙蝠的“尖叫” 隐形飞机F—117 飞机为了隐形，总是将表面涂以黑色的涂料，为什么？ 惠 更 斯 C.Huygens 荷兰物理学家 (1629-1695) 返回 结束 一、惠更斯原理 介质中任一波面上的各点，都可以看作为发射子波的波源，其后任一时刻，这些子波在前进方向的包络面就是新的波面。 惠更斯原理的意义 根据惠更斯原理，只要知道某一时刻的波阵面和波速，就可以确定下一时刻的波阵面，以及确定波的传播方向。 t+ ?t 球面波 t时刻波面 波传播方向 t+?t时刻波面 平面波 u?t 用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面 . . . . . . . . . t 时刻的波面 t Δ + t 时刻的波面 子波波源 t u Δ 用惠更斯原理确定 下一时刻平面波的波面 用惠更斯原理确定 下一时刻球面波的波面 . . . . . . . . . . . . . . . . 子波波源 t Δ + t 时刻 的波面 t 时刻 的波面 t u Δ 反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 用惠更斯原理解释波的反射 2、折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比： 折射波的频率、波速、波长与入射波的相等吗？为何 ？ 折射规律 波速不同 传播方向改变 折射率： 由于一定的介质中的波速是一定的，所以Ｖ１／Ｖ２是一个只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数，叫做第二种介质对第一种介质的折射率． 用惠更斯原理解释波的反射 由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点，A、B点会发射子波， 经?t后， B点发射的子波到达界面处D点， A点的到达C点， 证毕 定理证明: