作业帮光路是可逆的如何解释?书上说光路是可逆的,光也是一种波,那么波是否也是可逆的?能否用惠更斯原理解释光路是可逆的?（在折射现象中）
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/29 12:04:07
光路是可逆的如何解释?书上说光路是可逆的,光也是一种波,那么波是否也是可逆的?能否用惠更斯原理解释光路是可逆的?（在折射现象中）
光路是可逆的如何解释?
书上说光路是可逆的,光也是一种波,那么波是否也是可逆的?能否用惠更斯原理解释光路是可逆的?（在折射现象中）
光路是可逆的如何解释?书上说光路是可逆的,光也是一种波,那么波是否也是可逆的?能否用惠更斯原理解释光路是可逆的?（在折射现象中）
惠更斯原理：波面上的每一点（面元）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就是该时刻总的波动的波面.
如图,一列平行光波由介质1射向介质2,a,b是这列光波的三条波线（光线）,由于未经过介质2前,a,b两波线波速、频率等完全一样,由于与临界面成一定角度,所以当波线a到达临界面上的A点时,波线b刚刚传到B点（图中虚线AB⊥波线b）.当然波线a传到临界面后不会停止传播,它会在A点形成一个子波源,分别向介质1和介质2以圆周式向四周发射波,其波速不变,依然和之前的波线a与波线b的波速等相等,只是以圆周形式向四周发射波.我们假设光波在介质1中的传播速度大于在介质2中的传播速度.若波线b由B点传播到临界面上的B’点所用时间为t,则在t时间内,由于同位于介质1,波速不变,子波源A向介质1中传播的波前与A的距离（即在介质1中的半圆A的半径）就是波线b由B点传到B’的距离（即BB’的长度）,形成波的反射.而子波源A向介质2中传播的波前与A的距离（即在介质2中的半圆A的半径）却小于BB’ ,因为波在介质2中的传播速度小于在介质1中的传播速度,相同时间t 内,速度v1>v2,所以路程S1>S2,形成波的折射.波线b到达临界面上的B’后,也将会以子波源的形式向四周发射波,所以B’传播的波前可以看作就是B’这个点.根据惠更斯原理,连接B’的波前（即点B’）与A在介质1和介质2中传播的波前（即过B’分别作两个半圆的切线B’M和B’N,切点分别为M,N,图中所示绿色直线）则切线B’M和B’N就是波前的包络面（即折射和反射后所形成的新的波前）,所形成两条的新的波线总是垂直于包络面,即AM⊥B’M,AN⊥B’N.则射线AN就是光线a的折射光线,射线AM就是光线a的反射光线.
机械波不可逆，折射现象跟惠更斯远离没关系
当然可以用惠更斯原理证明，光的几何现象，主要就是自由空间的直线传播、反射、折射，只需要用惠更斯原理证明在这三种情况下出射光和入射光对调结论仍然正确就可以了。这很简单。
另外，光的传播使用费马原理都能解决，在普通的空间内，费马原理是高度概括光传播特性的定理，无论反射折射还是可逆都可以用它来证明。
如果把光当做波来看待，那一般我们所说的“光路”其实就指代“波线”，“光路”可逆意味着“光...
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当然可以用惠更斯原理证明，光的几何现象，主要就是自由空间的直线传播、反射、折射，只需要用惠更斯原理证明在这三种情况下出射光和入射光对调结论仍然正确就可以了。这很简单。
另外，光的传播使用费马原理都能解决，在普通的空间内，费马原理是高度概括光传播特性的定理，无论反射折射还是可逆都可以用它来证明。
如果把光当做波来看待，那一般我们所说的“光路”其实就指代“波线”，“光路”可逆意味着“光波线”可逆。一般的波也有这个性质，即波线可逆，前提是这个波不能发生干涉、衍射等波动效应，不然可逆就成立。
总本质上说，光路的可逆现象是光粒子性的体现，而非波动性的体现，因此在干涉衍射现象中光路就无从谈起。所以证明光路的可逆最好是用费马原理来证明，惠更斯原理只能在一定尺度、一定区域内证明正确。
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