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文檔簡介
§12-5惠更斯原理
平面簡諧波只是理想模型,大多數情況下很難寫出波動方程的,如何解決波的傳播問題呢?物理上通常采用定性和半定量的方法。
惠更斯原理就是非常成功的定性和半定量方法。
1678年惠更斯提出:簡潔的作圖法定性解決了波的傳播問題,稱惠更斯原理。波動方程和惠更斯原理同等重要,相互補充.
媒質中波動傳播到的各點都可以看作是發射子波的波源,而在其后的任意時刻,這些子波的包絡就是新的波前.一、惠更斯原理平面波球面波利用惠更斯原理可以由t時刻波陣面畫出t+Δt時刻的波陣面。二波的衍射射
波傳播過程中當遇到障礙物時,能繞過障礙物的邊緣而傳播的現象稱作波的衍射。一切波動都具有衍射現象,衍射現象是否明顯,決定著波長與障礙物線度比值的大小。1)遇到障礙物可得到衍射波的波陣面。2)推導反射定律和折射定律。惠更斯原理用途
惠更斯原理在相當廣泛的范圍內解決了波的傳播方向的問題。四、入射波和折射波、反射波的相位關系波密媒質:特性阻抗u相對較大.波疏媒質:特性阻抗u相對較小.介質的密度與波速u的乘積u稱為特性阻抗.
在兩種介質的分界面處,反射波與透射波引起的兩振動相位相同,沒有相位變化.1.透射波2.反射波
當波從波疏介質入射到波密介質,入射波與反射波在界面處的相位相反,即反射波在分界處產生的相位躍變,相當于出現了半個波長的波程差,稱半波損失.
當波從波密介質入射到波疏介質,入射波與反射波在界面處的相位相同,即反射波在分界處無半波損失.
例2一平面簡諧波沿ox軸正方向傳播,已知振幅.在時坐標原點處的質點位于平衡位置沿oy軸正方向運動.求1)波動方程解:寫出波動方程的標準式O2)求波形圖.時的波形方程o2.01.0-1.00.53)
處質點的振動規律并做圖.
處質點的振動方程01.0-1.02.0O1234******12341.0
例3
一平面簡諧波沿軸正向傳播,其振幅為A,頻率為
,波速為u,設時刻的波形曲線如圖。求:(1)原點處質點振動方程
oA-A解(1)設o點振動方程由圖:在t=t′時刻,o點位移為零,振動速度小于零,所以在t=t′時刻o點的相位等于/2OoA-Aux=0處振動方程為該波的波動方程為(2)該波的波動方程
例4一平面簡諧波以速度沿直線傳播,波線上點A的簡諧運動方程為1)以A
為坐標原點,寫出波動方程Apx解:AB5mpx2)以B
為坐標原點,寫出波動方程P點的振動時間比A點落后解一2)以B
為坐標原點,寫出波動方程AB5m解二3)寫出傳播方向上點C、點D的簡諧運動方程點C的相位比點
A超前ABCD5m9m8m點D的相
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