大学光学经典课件L2_惠更斯原理.ppt
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1、2019/5/20,1,波面,波线,2 惠更斯原理,2.1 波的几何描述 波动:扰动在空间的传播 波面: (1)在同一振源的波场中 (2)振动同时到达的各点具有相同的位相 满足上述条件的振动轨迹称为波面或波振面。 球面波: 平面波: 波线:,波面与波线,球面波,平面波,2019/5/20,2,2.2 惠更斯原理的表述,在t时刻由振源发出的波扰动传到了波面S,惠更斯提出,S上的每一面元可以认为是次波的波源,,惠更斯原理,2019/5/20,3,原理的优点: 提出了次波概念 原理的不足: 给不出新波面的强度分布,惠更斯原理,2019/5/20,4,2.3 惠更斯原理对反射、 折射定律的解释,如图所
2、示,有:,设,,,则有:,即:,用惠更斯原理解释 反射定律和折射定律,2019/5/20,5,2.3惠更斯原理对直线传播问题的解释,见P31图2-5,几何光学原理的适用范围,2019/5/20,6,3 费马原理,3.1 光程定义:,如图,在均匀媒质中有:,在m种不同的媒质中有:,在折射率连续变化的媒质中:,3.2 光在媒质中走过的光程等于 在真空中走过的几何路程,证明:,,,就有,2019/5/20,7,3.3 光程相同含有的波数相同:,波数定义:,已知:,求证:,证明:,2019/5/20,8,已知有:,就有:,这个命题的物理意义:,可以通过比较光程比较两个波动的状态差异。,2019/5/2
3、0,9,3.4 位相差与光程差成正比,Q点的振动方程:,P点的振动方程就是:,其中,定义波矢:,设其方向沿波动的传播方向,Q,P,2019/5/20,10,光程:,则有:,其物理意义:,可以通过比较两个振动的光程来考察 两个振动的步调差异。,位相差:,2019/5/20,11,光在指定的两点间传播,实际的光程总是一个极值(最小值、最大值或恒定值)。,Fermat原理是几何光学的基本原理,几何光学中的三个重要定律直线传播定律,反射定律和折射定律都能从Fermat原理导出。,3.5 费马原理的表述,(P,Q是二固定点),2019/5/20,12,在均匀媒介中光的直线传播定律是费马原理的显然结论。,
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