高中物理 第十二章 第6节 惠更斯原理课件 新人教版选修34.ppt

第十二章 第6节 新知预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 随堂检测归纳小结 课下作业综合提升 要点一 要点二 1 知道什么是波面 波线 知道它们间的关系 2 理解惠更斯原理 会用惠更斯原理解释有关现象 3 掌握波的反射规律及其简单的应用 4 知道什么是波的折射 1 波面和波线 1 概念 波面 在波的传播过程中 某时刻任何振动状态都的介质质点所组成的面 也叫 波线 指与波面的那些线 代表了波的 如图12 6 1所示 图12 6 1 相同 波面 垂直 传播 方向 2 波的分类 球面波 由空间一点发出的波 它的波面是以为球心的一个个球面 波线就是这些球面的 平面波 指波面是的波 2 惠更斯原理 1 原理 介质中任一波面上的各点 都可以看做发射的波源 其后任意时刻 这些在波前进方向的包络面就是新的波面 波源 半径 平面 子波 子波 2 作用 如果知道某时刻一列波的某个的位置 还知道 利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个的位置 从而确定波的 只能解释衍射现象中波的传播方向 不能解释波的 无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的关系 波面 波速 波面 传播方向 强度 大小 3 应用惠更斯原理解释波的现象的步骤 确定一列波某时刻一个波面的位置 在波面上取两点或多个点作为子波的波源 选一段时间 t 根据波速确定 t时间后子波波面的位置 确定子波在波前进方向上的包络面 即为新的波面 由新的波面可确定波线及其方向 3 波的反射和折射 1 反射现象 波遇到介质界面会继续传播的现象 2 反射角和入射角 返回来 入射角 入射波的与界面的夹角 如图12 6 2中i 反射角 反射波的与界面的夹角 如图12 6 2中i 图12 6 2 波线 法线 波线 法线 3 折射现象 波从一种介质另一种介质时 波的方向发生改变的现象 如图12 6 3所示 图12 6 3 射入 传播 1 下列说法中不正确的是 a 只有平面波的波面才与波线垂直b 任何波的波线与波面都相互垂直c 任何波的波线都表示波的传播方向d 有些波的波面表示波的传播方向解析 不管是平面波 还是球面波 其波面与波线均垂直 选项a错误 选项b正确 只有波线才表示波的传播方向 选项c正确 d错误 答案 ad 2 下列现象哪些是利用波的反射的 手扶耳旁听远处的人说话 医生给病人做超声波检查 雷达的工作原理 潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况a b c d 解析 手扶耳旁听远处的人说话是利用了声波的反射 超声波检查身体 潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射 雷达则是利用了电磁波的反射 答案 d 3 关于对惠更斯原理的理解 下列说法正确的是 a 同一波面上的各质点振动情况完全相同b 同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同c 球面波的波面是以波源为中心的一个个球面d 无论怎样的波 波线始终和波面垂直解析 任何振动状态相同的点都组成一个个波面 故a正确 b错误 球面波的波面是以波源为球心的一个个球面 故c正确 由波线的定义知 波线与波面垂直 d正确 答案 acd 4 图12 6 4为直线波的反射情形 已知 a 30 则下列说法错误的是 a b 30 b c 90 c 入射波前进方向与障碍物之间夹角为60 d 反射波前进方向与障碍物之间夹角为60 图12 6 4 解析 由题图可知 a 30 则入射角为30 则反射角也为30 b 30 则 c 120 a正确 b错误 入射波前进方向与障碍物之间夹角即入射波的波线与障碍物的夹角为60 反射波前进方向与障碍物之间夹角也为60 c d正确 答案 b 2 超声波定位蝙蝠 海豚能发出超声波 超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来 蝙蝠 海豚就是根据接收到反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置 从而确定飞行或游动方向 名师点睛 1 波在同一均匀介质中传播可以看成匀速直线运动 其规律可以利用匀速直线运动的规律进行分析 2 反射波的波长 频率 波速跟入射波的相同 1 有一辆汽车以15m s的速度匀速行驶 在其正前方有一陡峭山崖 汽车鸣笛2s后司机听到回声 此时汽车距山崖的距离有多远 v声 340m s 审题指导 1 时间 2s 是汽车鸣笛后到声音返回的总时间 2 区别声波传播方向与汽车速度方向间的关系 答案 325m 求解回声测距问题的技巧 1 求解反射波的波速是解题的基础 若入射波和反射波在同一种均匀介质中传播 则反射波的波速与入射波相同 2 正确画出声波及物体运动过程的几何关系图是解题的突破口 3 由s vt求得声波及物体运动的距离并列出几何关系方程是解题的关键 1 波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象 一些物理量相应发生了变化 比较如下 2 两点说明 频率f由波源决定 故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率即波源的振动频率相同 波速v由介质决定 因反射波与入射波在同一介质中传播 故波速不变 而折射波与入射波在不同介质中传播 所以波速变化 名师点睛 1 波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同介质中的传播速度不同 2 对于入射角为零的特殊现象 折射角也为零 即沿原方向传播 但介质发生了变化 其波长和波速也相应发生变化 2 一列波从空气传入水中 已知水中声波的速度较大 则 a 声波频率不变 波长变小b 声波频率不变 波长变大c 声波频率变小 波长变大d 声波频率变大 波长不变 审题指导 1 在折射现象中 波的频率不变 2 由 v f确定波长的变化规律 解析 由于波的频率由波源决定 因此波无论在空气中还是在水中频率都不变 故c d错 又因波在