02-07-08 波的反射和折射
如果介质是均匀的,波在传播途中波速不变,因此波的传播方向是不会改变的。而当波从一种介质传到另一种介质时,波速在两种介质的分界面上要发生突变。结果,在波速突变的分界面上,波的传播方向要发生改变,入射波的一部分被反射,形成反射波;另一部分穿过分界面透射入第二种介质后,改变了传播方向,形成折射波。上述现象分别叫做波的反射和折射。
根据实验结果,可得到波动的反射定律和折射定律。现在我们应用惠更斯原理来解释波的反射和折射。
当入射波在两种介质的分界面上发生反射的同时,另一部分入射波从一种介质透入另一种介质。由于在两种不同的介质中,波速是不相同的,因此,在分界面上要发生折射现象,即波的传播方向有所偏折,如下图所示。应用惠更斯原理也可以方便地确定折射波的波面及波线,据此可确定折射波的传播方向。应该指出,当波从波速大的介质折入波速小的介质中时,折射线折向法线;当波从波速小的介质折入波速大的介质中时,折射线折离法线。 波的反射和折射,在日常生活和生产中应用甚广。例如,在地震勘探中,由爆破(即人为制造的波源)激发的地震波在地壳中传播时,根据所产生的反射和折射情况,可以勘探各种矿藏、储油、气层或地层构造。