2017-2018学年人教版选修3-4多普勒效应 学案
2017-2018学年人教版选修3-4多普勒效应 学案第3页

(2)平面波:波面是平面的波.

4.惠更斯原理

(1)内容

介质中任一波面上的各点,都可以看做发射子波的波源,其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面.

(2)现象解释

只能解释衍射现象中波的传播方向,不能解释波的强度.无法说明衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系.

重点突破

1.惠更斯原理的实质:波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源,子波的波速与频率等于初级波的波速和频率,此后每一时刻的子波波面的包络面就是该时刻总的波动的波面.其核心思想是介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的.

2.利用惠更斯原理解释波的传播:

如图12­5­4所示,以O为球心的球面波在时刻t的波面为γ,按照惠更斯原理,γ面上每个点都是子波的波源.设各个方向的波速都是v,在Δt时间之后各子波的波面如图中一个个的小圆所示,它的半径是vΔt.γ′是这些子波波面的包络面,它就是原来球面波的波面γ在时间Δt后的新位置.可以看出,新的波面仍是一个球面,它与原来球面的半径之差为vΔt,表示波向前传播了vΔt的距离.

 

图12­5­4         图12­5­5

与此类似,可以用惠更斯原理说明平面波的传播(如图12­5­5所示).

3.惠更斯原理的局限性:光的直线传播、反射、折射等都能用此来进行较好的解释.但是,惠更斯原理是比较粗糙的,用它不能解释衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系,而且由惠更斯原理推知有倒退波的存在,而倒退波显然是不存在的.