惠更斯关于波面的假设(根据波的惠更斯原理解释波的衍射现象)

超全的物理考点汇总 | 波面和波线 惠更斯原理

高二上选择性必修一

20版物理人教版

知识点一| 波面和波线　惠更斯原理

【填空】

1．波面：在波的传播过程中，任一时刻振动状态都相同的介质质点所组成的面．

2．波线：与波面垂直指向传播方向的直线，如图所示．

3．波的分类

(1)球面波：波面是球面的波．

(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，都可以看作发射子波的波源，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．

【判断】

1．波面一定与波线垂直．(√)

2．波面一定是平面．(×)

3．波的传播方向与波面平行．(×)

【思考】

1．根据惠更斯原理可得出：波在传播过程中，一个波源变成了无数个波源，这种说法正确吗？

【提示】不正确．波源只有一个，而子波的波源有无数个．

【提示】波面不一定是平面．波线与波面互相垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面．

【核心点击】

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．

与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播(如图所示)．

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．

【题组冲关】

1．下列说法中正确的是()

A．惠更斯原理能解释波的衍射现象

B．声波是球面波

C．只有横波才能形成球面波

D．只有纵波才能形成球面波

E．横波和纵波都能形成球面波

答案：ABE

2．下列说法中正确的是( )

A．只有平面波的波面才与波线垂直

B．任何波的波线与波面都相互垂直

C．任何波的波线都表示波的传播方向

D．有些波的波面表示波的传播方向

E．子波的波速与频率等于初级波的波速和频率

解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A错误、B正确；只有波线才表示波的传播方向，选项C正确，D错误．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，E对．

答案：BCE

【名师点津】利用惠更斯原理解释波的传播的一般步骤

(1)确定一列波某时刻一个波面的位置．

(2)在波面上取两点或多个点作为子波的波源．

(3)选一段时间Δt.

(4)根据波速确定Δt时间后子波波面的位置．

(5)确定子波在波前进方向上的包络面，即为新的波面．

(6)由新的波面可确定波线及其方向．

温馨提示：通过以上关于超全的物理考点汇总 | 波面和波线 惠更斯原理内容介绍后，相信大家有新的了解，更希望可以对你有所帮助。