Принцип Гюйгенса

Волна от точечного источника

Фронт волны

Принцип Гюйгенса

Направление распространения фронта волны

Рассмотрим возникновение волны, вызванной точечным источником. (Например, опускание кончика карандаша в воду.)

Ее появление связано с изменением расстояния между молекулами. Уменьшение расстояния между молекулами (сжатие) в точке опускания точечного источника приводит к увеличению сил отталкивания между ними, которое по цепочке передается соседним молекулам.

Таким образом, через промежуток t передовой фронт волны сжатия, распространяющейся со скоростью v, будет находится в точке на расстоянии vt от точечного источника волны.

Передовой фронт волны – совокупность наиболее отдаленных от источника точек, до которых дошел процесс распространения волны.

Фронт механической волны – совокупность точек, колеблющихся в одинаковой фазе

В каждой точке фронта волны возникает сжатие. Это эквивалентно тому, что в каждой точке фронта волны действует точечный источник волны. В любой точке фронта есть как бы вторичный точечный источник.

В 1678 г. голландский ученый Христиан Гюйгенс сформулировал это так:

Принцип Гюйгенса:

Каждая точка фронта волны является источником вторичных волн, распространяющихся во все стороны со скоростью распространения волны в среде.

Фронтом волны точечного источника в однородном пространстве является сфера.

Зная положение фронта волны в момент времени t, с помощью принципа Гюйгенса можно найти фронт волны через промежуток Dt.

Вторичные волны от каждой точки волнового фронта через Dt удаляются от него на расстояние vDt. Сферическая поверхность радиуса v(t + Dt), огибающая все вторичные волны в момент времени t + Dt, определяет положение фронта волны в этот момент времени.

Амплитуда возмущения во всех точках сферического фронта волны, распространяющейся от точечного источника, одинакова.

Вторичные механические волны – результат передачи возмущения соседними частицами среды.

Вторичные электромагнитные волны – результат электромагнитной и магнитоэлектрической индукции.

Луч – линия, вектор касательной к которой перпендикулярен фронту волны и направлен в сторону переноса энергии волны в данной точке.

Положение фронта сферической волны в определенный момент времени однозначно определяется двумя лучами, выходящими из точечного источника.

На значительном расстоянии от точечного источника сферический фронт можно считать плоским.

Амплитуда возмущения во всех точках плоского фронта волны одинакова. Положение фронта плоской волны в определенный момент времени определяется одним лучом, перпендикулярным плоскости фронта.

В однородной среде направление распространения волны не изменяется.

В однородной среде волна распространяется во всех направлениях прямолинейно.

Дата добавления: 2015-11-14