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惠更斯的次波原理与波速测量 伽利略的波速相对性原理认为,任何波动的波速(矢量)都是可变的,包括光波,都是波动相对波最后近距离接触的次波源(物体或媒质)的速度,但相对于最末次波源的波动速度大小恒定。因此,任何光波的波速是可变的,光波在运动途中碰到各种不同运动速度的物体,其波动速度发生相应改变. 伽利略的波速相对性原理的实质是惠更斯次波原理[3]。根据惠更斯次波原理[3],任何时刻任何波动的波面上的每一点都可作为次波的波源,各自发出球面次波。因此,任何波动在传播过程中,碰到任何障碍物,都可以把该障碍物的表面的每一点作为次波的波源,各自发出球面次波。故任何波动在前进中遭遇不同运动速度的物体(或媒质)就能以物体(或媒质)表面的每一点作为次波的波源,波动的速度就随着与波接触(遭遇)或碰撞的次波源(物体)速度的变化而产生相应变化。 波源发出次波,类似于牛顿力学中的质点,可以确定一个最小的传播单位-波子。波子是波动最基本的组成单元,是传播的波能量和动量的结合体与载体,是一种波矢量,而整个波动由全部的波子组成。光波与光子,声波与声子,就是波动与波子的关系。 相对于牛顿力学有惯性定律,任何波动也有其惯性定律,可称为波动(包括电磁波)的惯性定律。波动(包括电磁波)的惯性定律:(1)在相对静止的媒质传播的波动,波动(波子)将保持恒定速度传播.(2)相对于电磁波,在真空中传播的电磁波将保持恒定速度直到它碰到另一次波源. 惠更斯次波原理是一切波动最基本的物理原理和理论基础.是一切波动的干涉,衍射,反射,折射等波动现象产生的原因和进行解释的理论基础. 波动分为需要有介质传播的波动与不需要有媒质传播的波动,需要有介质传播的波动如机械波;不需要有媒质传播的波动例如电磁波. 由惠更斯次波原理可以知道:波动在传播过程中所遭遇或接触到的任何物体,都可以成为新的波源称为次波源.波源总在不断发出次波,波动在传播过程中遭遇或接触到的任何物体,都可以成为新的次波源。波速是波动相对于次波源的速度,次波源可以是媒介分子。对于机械波,波动是以媒介为载体的能量传递。 各种波动的速度包括电磁波(光波)的速度到底是相对于何物体的速度?我们现在可以明确回答是相对于次波源的速度.麦克斯韦方程组中所给出电磁波速,是相对次波源的速度.光速不是相对于绝对静止系的速度.光(波)速是相对于最末次波源,而非初始波源的速度. 里兹的发射理论仅提到光速是相对初始光源的速度,而没有考虑运用惠更斯的次波原理,忽略了电磁波的传播速度是相对于次波源的速度,这是不准确的.如果考虑到光波的速度是相对于次波源的速度,则可以非常合理地解释"脉冲双星的蚀"的实验和电磁波在传播过程中频率变化的问题。 |