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第十二章 机械波
六、惠更斯原理
【演示】在水槽的装置中，把一根金属丝固定在振动片上，当金属片振动时，金属丝周期性的触动水面，形成波源，观察现象。
（1）水面上形成一列圆形波
（2）画面上的圆形是朝各个方向传播的波峰和波谷
动画模拟
波面：同一时刻，介质中处于波峰或波谷的质点所构成的面叫做波面．
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．
一、波面和波线
惠 更 斯
C.Huygens
荷兰物理学家
(1629-1695)
二、惠更斯原理
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。这就是惠更斯原理。
利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几何作图方法确定下一时刻的波面，从而确定波的传播方向。例如当波在均匀的各向同性介质中传播时，用上述作图法求出的波面的几何形状总是保持不变的。
演 示
观察水波的反射
在水槽的一端放置振动发生器，它的窄条形平板能够周期性地打击水面，产生水波。可以看到，水波传播到挡板后被反射出去。
1、波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射．
2、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．
三、波的反射
3．反射规律
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。
1.反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同
2.波遇到两种介质界面时，总存在反射
注意：
用惠更斯原理解释波的反射
经 t后，B点发射的子波到达界面B`点，A点发射的子波到达A`点。同种介质，波速不变。
A
B
a
c
b
a`
c`
b`
由惠更斯原理，AB为波的一个波面
A`
B`
观察水波的折射
在水槽中放入一块厚玻璃板，注意使它的一条边不与波传来方向垂直。然后加水，使水面高过玻璃板。接通电源产生水波，观察水波经过水深不同的区域时传播方向的变化。
演 示
界面
介质I
介质II
四、波的折射
2、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
1、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.
法线
3、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：
由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点
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
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．
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．
波的反射
规律 ： 1．入射波波线反射波波线和法线在
同一平面内．
２．反射角等于入射角．
定义：波遇障碍物返回继续传播叫波的反射。
｛
｛
小结
规律：
波的折射
定义：波从一种介质射入另一种介质时，传播方向会发生改变，这种现象叫波的折射。
１．入射波波线折射波波线和法线在同
一平面内．
２．
｛
｛
