高中物理 惠更斯原理(上课用)

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
法线
i
介质I
介质II
界面
r
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：
sini v1 sinr v2
由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点
三、波的反射 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．
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。
注意：
经t后，B点发射的子波到达界面处D点，A 点的到达C点，
sini BD v1t AD AD
sinr AC v2t AD AD
sini v1 证毕 sinr v2
i
Bv1t
Ai
v2t r D
C
r
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．
• 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．
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。
荷兰物理学家 惠更斯
演讲人: XXX

播方向发生了改变的现象叫做波的折射
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
法线
i
介质I
介质II
界面
r
四、波的折射 折射定律：
1、入射线、法线、折射线在同一平面内 2、入射线与折射线分居法线两侧 3、入射角的正弦跟折射角的正弦之比为定值
sin i v1 sin r v2
折射率
B`BA`A
A`B B B `A`A
A `A` B B`A Ba
c
b
i
i'
B vt
A`
i
i'
a` c` b`
i` i 证毕
A
B`
三、波的反射
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
注意：
法线
i i'
平面
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
n 12
v1 v2
四、波的折射 波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同 注意： 1.当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线
2.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线
3.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折 射中的特例
4.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波 长都发生改变
向你的美好的希冀和追求撒开网吧，九百九十九次落空了，还有一千次呢人若软弱就是自己最大的敌人游手好闲会使人心智生锈。故天将降大任于斯人也，必先苦其心 乏其身，行拂乱其所为，所以动心忍性，增益其所不能。让生活的句号圈住的人，是无法前时半步的。少一点预设的期待，那份对人的关怀会更自在。榕树因为扎根于 越长越茂盛。稗子享受着禾苗一样的待遇，结出的却不是谷穗。进取乾用汗水谱烈军属着奋斗和希望之歌。患难可以试验一个人的品格，非常的境遇方可以显出非常的 角度来看它。机会只对进取有为的人开放，庸人永远无法光顾。困苦能孕育灵魂和精神的力量骄傲，是断了引线的风筝，稍纵即逝；自卑，是剪了双翼的飞鸟，难上青 圆规的两只脚都动，永远也画不出一个圆。有困难是坏事也是好事，困难会逼着人想办法，困难环境能锻炼出人才来。只存在於蠢人的字典里。青，取之于蓝而青于蓝 ，然后知松柏之后凋也。积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会都看到某种忧患。一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的 。志当存高远。绳锯木断，水滴石穿让我们将事前的忧虑，换为事前的思考和计划吧！锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。没有天生的信心，只有不断培养的 上下而求索天行健，君子以自强不息。会当凌绝顶，一览众山小。丈夫志四海，万里犹比邻。也，而不可夺赤。信言不美，美言不信。善者不辩，辩者不善。知者不博 ，和其光，同其尘，是谓“玄同”。故不可得而亲，不可得而疏；不可得而利，不可得而害；不可得而贵，不可得而贱。故为天下贵。天下之至柔，驰骋天下之至坚。 有益。知者不言，言者不知。更多老子名言敬请关注习古堂国学网的相关文章。柔弱胜刚强。鱼不可脱於渊，国之利器不可以示人。善为士者，不武；善战者，不怒； 为之下。是谓不争之德，是谓用人之力，是谓配天古之极是以圣人后其身而身先，外其身而身存无为而无不为。取天下常以无事，及其有事，不足以取天下。合抱之木 累土；千里之行，始於足下。多言数穷，不如守中。天下莫柔弱於水，而攻坚强者莫之能胜，以其无以易之。天长地久。天地所以能长且久者，以其不自生，故能长生 其身而身存。非以其无故能成其私。譬道之在天下，犹川谷之於江海。江海之所以能为百谷王者，以其善下之，故能为百谷王。是以圣人欲上民，必以言下之；欲先民 而民不重，处前而民不害。是以天下乐推而不厌。以其不争，故天下莫能与之争。是以圣人抱一为天下式。不自见，故明；不自是，故彰；不自伐，故有功；不自矜， 与之争。故道大，天大，地大，人亦大。域中有四大，而人居其一焉修之於身，其德乃真；修之於家，其德乃余；修之於乡，其德乃长；修之於邦，其德乃丰；修之於 ，以家观家，以乡观乡，以邦观邦，以天下观天下。吾何以知天下然哉？以此。慈故能勇；俭故能广；不敢为天下先，故能成器长。今舍慈且勇；舍俭且广；舍後且先 天将救之，以慈卫之。道生一，一生二，二生三，三生万物。知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。知足者富。强行者有志。一个实现梦想的人，就是一个成 己完全投入于权力和仇恨中，你怎么能期望他还有梦梦想无论怎样模糊，总潜伏在我们心底，使我们的心境永远得不到宁静，直到这些梦想成为事实。落叶——树叶撒 弯腰拾起；与其肩负苦涩的回忆，不如走向明天，淋浴春雨梦想绝不是梦，两者之间的差别通常都有一段非常值得人们深思的距离。一个人要实现自己的梦想，最重要 气和行动。一个人如果已经把自己完全投入于权力和仇恨中，你怎么能期望他还有梦？如果一个人不知道他要驶向哪个码头，那么任何风都不会是顺风。最初的梦想紧 由让一切都曾失去过。谁不曾迷茫？谁有不曾坠落呢？安逸的日子谁不想有呢？如果骄傲没被现实大海冷冷拍下，如果梦想不曾坠落悬崖千钧一发，又怎会懂得要多努 执著的人拥有隐形翅膀？现在的一切都是为将来的梦想编织翅膀，让梦想在现实中展翅高飞。很多时候，我们富了口袋，但穷了脑袋；我们有梦想，但缺少了思想。、 低微，但是不可以没有梦想。只要梦想一天，只要梦想存在一天，就可以改变自己的处境乐理知识和乐器为我的音乐梦想插上了一双希望的翅膀。长大以后，我要站在 的风采，为大家带来欢乐。没有一颗心会因为追求梦想而受伤，当你真心想要某样东西时，整个宇宙都会联合起来帮你完成。青年时准备好材料，想造一座通向月亮的 庙宇。活到中年，终于决定搭一个棚。一个人有钱没钱不一定，但如果这个人没有了梦想，这个人穷定了。梦想无论怎样模糊，总潜伏在我们心底，使我们的心境永远 为事实。如果失去梦想，人类将会怎样？不要怀有渺小的梦想，它们无法打动人心。最初所拥有的只是梦想，以及毫无根据的自信而已。但是，所有的一切就从这里出 幸福，有时梦想破灭也是一种幸福。人生最苦痛的是梦醒了无路可走。做梦的人是幸福的；倘没有看出可以走的路，最要紧的是不要去惊醒他。在每一个想你的日子里 却更难。想你，已成为我的习惯。努力向上吧，星星就躲藏在你的灵魂深处；做一个悠远的梦吧，每个梦想都会超越你的目标。要想成就伟业，除了梦想，必须行动。 排，实际上人们每天在安排着自己的一切活动家都是梦想家。悲观的人，先被自己打败，然后才被生活打败；乐观的人，先战胜自己，然后才战胜生活。梦想一旦被付 是人生最快乐的时光，但这种快乐往往完全是因为它充满着希望，而不是因为得到了什么或逃避了什么。你的生活深度取决于你对年幼者的呵护，对年长者的同情，对 强者的包容。因为生命中总有一天你会发现其中每一个角色你都扮演过。事实上是，哪个男孩女孩没有做过上天入地、移山倒海的梦啊，只不过在生活面前，很多人慢 以他们沦落为失去梦想的人；而有些人，无论生活多么艰难，从来没有放弃梦想，于是，他们成为永葆青春梦想、永葆奋斗激情的人、能够改变世界、创造未来的人。 是怀抱着各�

反射角(i′) ：
反射波的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射角。
法线
i i'
平面
12.6惠更斯原理
平遥二中 刘壮
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
经t后，B点发射的子波到达界面处B′点，A点发射的子波到达A′点。
同种介质，波速不变。
B`B AA ABB BAA AAB BBA
拓者，在整个科技发展史上有着举足轻重的
克里斯蒂安·惠更斯 (Christiaan Huygens
地位。
1629-1695)
12.6惠更斯原理
平遥二中 刘壮
12.6惠更斯原理
平遥二中 刘壮
惠更斯在1678年给巴黎科学院的信和 1690年出版的《光论》一书中都阐述 了他的光波动原理，即惠更斯原理。
12.6惠更斯原理
在第二种介质中的速度之比。
sin i v1 sin r v2
折射率
n12
v1 v2
波发生折射的原因：波在不同介质中的速度不同
12.6惠更斯原理
平遥二中 刘壮
1.当入射速度大于折射速度时，折射线偏向法线，还是偏离法线？ 当入射速度小于折射速度时，情况又如何？ 2.在波的折射现象中，波的频率、波速和波长这三个物理量有哪些 发生改变，哪些不变，为什么？
投无路了，你只要足够坚定，运气会眷顾你；永远不要轻易放弃，或许再坚持下这个坎儿就过去了，一旦熬过阴霾，你会发现发现自己会变的无比强大。人生在世没有什么过不去的坎儿，如果遇到挫折和困难，我们必须激
励自己努力前行。不少朋友会写一些励志的话语贴在办公桌上，那么励志的句子致自己简短有哪些？今天小编就为大家整理了经典有气质内涵的句子，看看正能量的句子经典语句，让自己的每一天都充满生机，向着美好的 未来前行！一、励志的句子致自己简短1、前方无绝路，希望在转角。2、穷则思变，既要变，又要实干。3、欲望如海水，越喝越渴。4、不去追逐，永远不会拥有。不往前走，永远原地停留。5、勇气不是感觉不到恐惧而 是感觉到恐惧也继续做下去。、只有一条路不能选择，那就是放弃。7、只要还有明天，今天就永远是起跑线。8、现实很近又很冷，梦想很远却很温暖。9、松驰的琴弦，永远奏不出时代的强音。10、东西，让你羡慕，却 不能拥有;有些错过，让你留恋，却终生遗憾。11、人生应该树立目标，否则你的精力会白白浪费。12、前方无绝路，希望在转角。13、最后的措手不及是因为当初游刃有余的自14、瞄准天上的星星，或许你永远也射不到， 但却比你瞄准树梢射得高远。15、一个人有生就有死，但只要你活着，就要以最好的方式活下7、过去是经历，现在是尝试，未来 是期待。经历过，尝试着，就有期待。18、别放弃你的梦想，迟早有一天它会在你手里发光。19、一个人拥有什么样的性格，就拥有什么样的世界。20、当你停下来休息的时候，不要忘记别人还在奔跑。二、经典有气质内 涵的句子1、不要问自己收获了多少果实，而是要问自己今天播种了多少种子。2、别为小小的委屈难过，人生在世，注定要受许多委屈。智者懂得隐忍，原谅周围的那些人，让我们在宽容中壮大。3、如果你热爱一件事， 那么你整天都能埋头于这件事而不觉得无聊，这样你才能在这个领域内出类拔萃。如果你全力以赴地去做你真心热爱的事情，那没有人会是你的对手。4、把圈子变小，把语言变干净，把成绩往上提，把故事往心里收一收， 现在想要的以后都会有。5、随着年龄的增长，人总会变得越来越宽容，所以很多事情到最后并不是真的解决了，而是算了吧。6、人和人真是说不清的劫数，你为了一个人辗转反侧夜不能寐，那个人又为了别人，神魂颠倒 食不知味。7、突然发现有些感情，有些事，不是几句煽情的文字就能决定的，终究抵不过内心的波涛汹涌以及现实的无奈。8、过去的人，有他们出现的意义，但不要太念念不忘。过去的人有过去的好，但最好的，都是你 身边的那个。9、不是谁辜负了誓言，而是被时间扯淡了思念。0、总有一天，你会在我的世界里下落不明，我会在你的世界里杳无音信1、在前进的路上，别急着一口气狂奔到底。静得下心，才能守住目标，沉得住气，才 能持续发力。以笃志力行的心态，做久久为功的努力，踏踏实实的你，终将变得很了不起。2、不再向往单纯，而是让心底的单纯唤醒梦魇迷住的躁动与孤寂，于是慢慢的，开始懂得了感恩，懂得了珍惜，懂得了生命中那些 真正重要的东西，有一种单纯的幸福幸福。3、我们总是喜欢拿顺其自然，来敷衍人生道路上的荆棘坎坷，却很少承认，真正的顺其自然，其实是竭尽所能之后的不强求，而非两手一摊的不作为。4、因为平时你们没有利益 冲突，自然相安无事。但有些人就是一旦触及利益，就绝不会忍耐你。所以啊，看一个人爱不爱你，重点是看有矛盾时，他会不会忍你。忍你的是好心，吼你的要当心。5、心，是静的才好，能静下来的，才是心情。不然， 烦躁中怎么能让自己染上心思。心思，是美的那种，女子的心思就是在安静的时间里，想一些事，看一本书，想一个人，那种心情只能在静的环境里生存。6、如果自己都在偷懒，命运又怎么会认可你。别再虚度光阴，叫醒 那个沉睡的自己。记住，只要开始，就永远不晚。7、人最大的对手，往往不是别人，而是自己的懒惰。别指望撞大运，运气不可能永远在你身上，任何时候都要靠本事吃饭。你必须拼尽全力，才有资格说自己的运气不好。

汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离
为：s1－s2＝vΔ2t′＝340×2 0.1m＝17m
已知测速仪匀速扫描，由图b记录数据可求出汽车前进(s1
－s2)这段距离所用时间为Δt″＝Δt－
Δt′ 2
＝(1.0－
0.1 2
)s＝
0.95s，汽车运动的速度v＝sΔ1－t″s2＝01.975m/s≈17.9m/s。
与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播(如图 乙)。
第十二章 第六节
高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-4
二、波的反射现象和波的折射现象中各量的变化 波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射和折射现 象，一些物理量相应发生了变化，比较如下：
波现象 比较项
传播方向 频率f 波速v 波长λ
波的反射和折射 1．波的反射 (1)波的反射 波遇到障碍物会___返__回__来___继续传播的现象，叫做波的反 射。 (2)反射定律 入 射 波 线 、 法 线 、 反 射 波 线 在 _同__一__平__面___ 内 ， 且 入 射 角 __等__于______反射角。如图所示。
第十二章 第六节
高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-4
2．波的折射 波从一种介质射入另一种介质时，传播方向发生___改__变___ 的现象，叫做波的折射。如图所示。
第十二章 第六节
高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-4
重点难点突破
第十二章 第六节
高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-4
答案：17 17.9
第十二章 第六节
高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-4
第十二章 第六节 惠更斯原理

四、波的折射
用惠更斯原理解释波的折射
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，
sin i BD v1 t AD AD
sin r AC v 2 t AD AD
sin i v1 证毕 sin r v2
i
B
v1t
Ai
v2t r D
C
r
四、波的折射 波从一种介质进入另一种介质时，波的传
B`BA`A
A`B B B `A`A
A `A` B B`A Ba
c
b
i
i'
B vt
A`
i
i'
a` c` b`
i` i 证毕
A
B`
三、波的反射
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
注意：
法线
i i'
平面
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
n 12
v1 v2
四、波的折射 波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同 注意： 1.当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线
2.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线
3.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折 射中的特例
4.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波 长都发生改变
我们很容易遭遇逆境，也很容易被一次次的失败打垮。但是人生不容许我们停留在失败的瞬间，如果不前进，不会自我激励的话，就注定只能被这个世界抛弃。自我激 组成部分，主要表现在对于在压力或者困境中，个体自我安慰、自我积极暗示、自我调节的能力，在个体克服困难、顶住压力、勇对挑战等情况下，都发挥着关键性的 有弹性，经常表现出反败为胜、后来居上、东山再起的倾向，而缺乏这种能力的人，在逆境中的表现就大打折扣，表现为过分依赖外界的鼓励和支持。一个小男孩在自 ，对自己大喊：“我是世界上最棒的棒球手！”然后扔出棒球，挥动……但是没有击中。接着，他又对自己喊：“我是世界上最棒的棒球手！”扔出棒球，挥动依旧没 棒和球，然后用更大的力气对自己喊：“我是世界上最棒的棒球手！”可是接下来的结果，并未如愿。男孩子似乎有些气馁，可是转念一想：我抛球这么刁，一定是个 己喊：“我是世界上最棒的挥球手！”其实，大多数情况下，很多人做不到这看似荒谬的自我鼓励，可是，这故事却深深反映了这个男孩子自我鼓励下的执著，而这执

(3)平面波:波面是平面的波。
-3-
6.惠更斯原理
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重难聚焦
HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
2.惠更斯原理 (1)內容:介質中任一波面上的各點,都可以看成發射子波的波源, 其後任意時刻,這些子波在波前進方向的包絡面就是新的波面。 (2)作用:如果知道某時刻一列波的某個波面的位置,還知道波速, 利用惠更斯原理可以得到下一時刻這個波面的位置,從而可確定波 的傳播方向。 (3)局限性:惠更斯原理只能解釋波的傳播方向,不能解釋波的強 度。 3.波的反射 波遇到介質面會返回來繼續傳播的現象就是波的反射現象。 4.波的折射 波從一種介質進入另一種介質時,波的傳播方向通常會發生改變 的現象就是波的折射現象。
-9-
6.惠更斯原理
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重难聚焦
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典例透析
IANLITOUXI
類型一 類型二
波的反射
【例2】 某測量員利用回聲測距:他站在兩平行牆壁間某一位置 鳴槍,經過1 s第一次聽到回聲,又經過0.5 s再次聽到回聲。已知聲 速為340 m/s,則兩牆壁間的距離為多少?
-8-
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典例透析
IANLITOUXI
類型一 類型二
對基本概念的理解 【例1】 下列說法中正確的是( ) A.水波是球面波 B.聲波是球面波 C.只有橫波才能形成球面波 D.只有縱波才能形成球面波 解析:該題考查了波面,根據球面波的定義可知:若波面是球面則 為球面波,與橫波、縱波無關,由此可知B項正確,C、D項錯誤。由 於水波不能在空間中傳播,所以它不是球面波,A項錯誤。 答案:B 題後反思波源發出的波能在空間中傳播,就能形成球面波,例如地 震波。

【標準解答】所發射的超聲波在水中的傳播速度為：
v=λf=2.5×10-2×5.8×104 m/s=1 450 m/s
超聲波往返的路程為:
s=vt=1 450×0.64 m=928 m 漁船到魚群的距離為s1=2s =464 m. 答案：464 m
一、選擇題 1.(2011·郴州高二檢測)下列敘述屬波的反射現象的是( ) A.夏日的雷聲有時會轟鳴不絕 B.在空房間裏講話，會感到聲音比在野外響 C.牆裏講話牆外聽 D.講話者又聽到自己的回聲 【解析】選A、B、D.A、B、D都屬於波的反射現象，C屬於 波的衍射現象.
【解題指導】明確聲波從一種介質進入另一種介質中時傳 播速度發生變化的原因是解題的關鍵.
【標準解答】選B.由於波的頻率由波源決定，因此波無論在 空氣中還是在水中頻率都不變，C、D錯.又因波在水中速度 較大，由公式v=λf可得，波在水中的波長變大，故A錯，B 正確.
【典例】利用超聲波可以探測魚群的位置.在一只裝有超聲波 發射和接收裝置的漁船上，向選定的方向發射出頻率f=5.8× 104 Hz的超聲波後，經過時間t=0.64 s收到從魚群反射回來 的反射波.已知這列超聲波在水中的波長λ=2.5 cm，求魚群 到漁船的距離是多少?
二、波的反射現象和波的折射現象中各量的變化
波向前傳播在兩介質的介面上同時發生了反射和折射現象， 一些物理量相應發生了變化，比較如下：
說明 1.頻率f由波源決定，故無論是反射波還是折射波都與入射波 的頻率，即波源的振動頻率相同. 2.波速v由介質決定，因反射波與入射波在同一介質中傳播， 故波速不變；而折射波與入射波在不同介質中傳播，所以波 速變化. 3.據v=λf知，波長λ與v及f有關，即與介質及波源有關，反 射波與入射波在同一介質中傳播，頻率相同，故波長相同.折 射波與入射波在不同介質中傳播，f相同，v不同，故λ不同.

对惠更斯原理的改进和推广
发展高阶惠更斯原理，考虑光在界面上的散射、 吸收和能量损失等因素。
将惠更斯原理与其他光学理论相结合，如几何光 学、波动光学和量子光学等。
探索惠更斯原理在新型光学材料和器件中的应用 ，如光子晶体、超材料和量子点等。
PART 05
惠更斯原理与现代科技
惠更斯原理在科技领域的应用
聚焦和成像。
02
干涉和衍射现象
光波在通过小孔、狭缝等障碍物时，会产生衍射现象；当两束或多束光
波相遇时，会产生干涉现象，这些现象都可以用惠更斯原理来解释。
03
全息摄影
全息摄影技术利用了惠更斯原理，通过记录并再现光波前的信息，实现
了三维图像的记录和再现。
水波的应用
波浪传播
惠更斯原理可以用来描述水波的传播规律，如波前的形状、波速 等。
地震波传播
地震波在地壳中传播时，也会表现出类似于水波和光波的干涉和衍 射现象，惠更斯原理可以用来解释地震波的传播规律。
波动方程
惠更斯原理是波动方程的基本原理之一，可以用来求解各种物理现象 中的波动问题，如弦振动、气体动力学等。
PART 04
惠更斯原理的局限性
惠更斯原理的假设条件
1
假设光在均匀介质中沿直线传播。
2
假设光在传播过程中不发生折射、反射或吸收。
3
假设光在界面上只发生反射或折射，不考虑其他 复杂现象。
惠更斯原理的局限性分析
对于非均匀介质或复 杂光学现象，惠更斯 原理可能无法给出准 确的描述。
在处理非线性光学现 象或量子光学现象时 ，惠更斯原理不再适 用。
在处理高阶光路或高 精度光学系统时，惠 更斯原理的误差可能 较大。
推动了光学和电磁波理论的进步

仅适用于线性介质
惠更斯原理主要适用于线性介质，对于非线性介质，其应用受到 限制。
忽略波动性
惠更斯原理忽略了波的波动性，对于波动性较强的波，其预测结果 可能不准确。
无法处理反射和折射
惠更斯原理无法处理波在界面上的反射和折射现象，对于复杂波阵 面形状的预测存在局限。
惠更斯原理的发展方向
推广至非线性介质
02
波动理论基础知识
波动的基本概念
波动
波长
频率
振幅
物体振动产生的能量在 介质中传播的现象。
波动中相邻两个波峰或 波谷之间的距离。
单位时间内波动的次数 。
波动中振动的最大位移 量。
波动方程的建立
线性偏微分方程
描述波动现象的基本方程，表示波动在空间和时间上的变化 规律。
初始条件和边界条件
确定波动方程解的条件，包括波源、介质性质和边界约束等 。
波的传播特性
01
02
03
反射和折射
当波遇到不同介质时，部 分能量反射，部分能量折 射进入新介质。
干涉和衍射
当两个或多个波相遇时， 会产生干涉现象；波通过 障碍物时，绕过边缘产生 衍射现象。
多普勒效应
当波源或观察者移动时， 波的频率会发生变化。
03
惠更斯原理的应用
光的衍射现象
光的衍射
光在传播过程中遇到障碍 物时，会绕过障碍物继续 传播的现象。
研究惠更斯原理在非线性介质中 的应用，提高其在非线性波传播
模拟中的精度。
考虑波动性的影响
将波动性因素纳入惠更斯原理的模 型中，以更准确地描述波的传播。
发展高阶近似方法
研究和发展高阶近似方法，以处理 复杂波阵面形状和波的散射问题。

利用惠更斯原理解释波的衍射 衍射：波在传播过程中，遇到障碍物时其传播方向发生改变， 绕过障碍物的边缘继续传播。
正前方包络线是平直的，但在两 边缘处向影子区域弯曲，因而波 线相应的偏向影子区域。 即波改变传播方向，绕过障碍物 进入影子区域。
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分界面
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波的折射 波的折射现象。 知道波的折射现象中折射角与入射角的关系。 知道波发生折射时的频率不变，波速和波长改变。
线
表示波的传播方向，叫做 水波的波面是一个个圆
波线。在各向同性的均匀介质中，
（即圆形波）
波线恒定与波面垂直。
波面和波线
空间一点发出的球面波，波面是以 波源为球心的一个个球面（如声波）
波线
对于平行光（光也是一种波）波面
是平面
波线
波前
波面 波前
波面
球面波的波线是沿半径方向的直线 平面波的波线是垂直于波面的平行直线 注意： 无论是球面波，还是平面波，同一波面上的各质点振动情况完全相同。
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用惠更斯原理解释波的反射法线平面ii回声是声波的反射现象对着山崖或高墙说话声波传到山崖或高墙时会被反射回来继续传播生活中的反射现象夏日的雷声轰鸣不绝声波在云层界面多次反射生活中的反射现象在空房间里讲话感觉声音响声波在普通房间里遇到墙壁地面天花板发生反射时由于距离近原声与回声几乎同时到达人耳