人教版选修34 惠更斯原理 第1课时 教案.docx

12.6惠更斯原理教学目标:1、认识波面和波线，以及波传播到两种介质的界面时同时发生反射和折射。2、理解波发生反射现象时，反射角等于入射角，反射波的频率，波速和波长与入射波相同。3、知道折射波与入射波的频率相同，波速与波长不同。4、理解波发生折射的原因是波在不同介质中速度不同，知道入射角与折射角的关系。教学重点：惠更斯原理，波的反射和折射规律新课教学：一 波面和波线板书：1波面：同相位的各点组成的面波前：离波源最远的波面板书：2波线：与波面垂直代表波的传播方向的线板书：3平面波：波面是平面的波（如图1） 球面波：波面是球面的波（如图2）（二）惠更斯原理板书：1介质在任一波面上的各点总可以看做发射子波的波源，其后任意时刻这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面，这就是惠更斯原理。2时刻与时刻的波面与波线（如图3图4）图3 图4以o为球心的球面波在时刻t的波面为，按照惠更斯原理，上的每个点都是子波的波源，在时间后各子波的波面如图中浅色线所示。假设波在同种介质中传播，波向各个方向传播的速度都相等，那么浅色线圆的半径也都相等。是这些子波波面的包络面，它就是原来球面波的波面在时间后的新位置。可以看出，新的波面仍是一个球面，它与原来球面半径之差为，表示波向前传播了的距离。同理惠更斯原理还能够解释平面波的传播。（三）波的衍射平面波到达挡板上的狭缝ab，波面上的每一点都可以看作子波的波源，位于狭缝的点也是子波的波源。因此，波自然可以到达挡板后的位置，但惠更斯原理只能解释衍射中波传播方向的变化，不能解释波的强度，所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小关系。之后菲涅尔补充了子波的相位和振幅的定量表达式，并增加了“次波相干叠加”的原理，称为“惠更斯菲涅尔原理”才能较全面的解释衍射现象。 图5（四）波的反射如图为一列平面波传播到两种介质表面时发生反射，ab是同一波面上的两点，在时间内波面上b点的振动形式传播到点，传播的距离为，而a点作为一个子波波源在时间内振动形式传播的距离也为，传播到的位置为以a为圆心以为半径的圆周上，从做圆的切线切点为,连接和,为时刻的波面，由几何关系可得，,所以,可以解释光的反射现象。 图6（五）波的折射ab是一组平面波某一时刻的波面上的两点，机械波在介质1中的传播速度,经过时间后振动形式从b点传播到点，a点振动形式在介质2中传播的距离，子波源a振动形式传播到以a为圆心，以为半径的圆周上，由点做圆的切线，切点为,连接与点可得到波进入介质2后的波线，我们发现进入介质2中波线方向发生偏折，而且波在两种介质中传播速度差距越大，机械波偏折角度越大，因此同一列波在两种介质界面发生偏折时，与波在两种介质中速度的大小差距有关的。【课堂小结】本节的知识点（概念和规律）较多可概括如下：小结：1、波面和波线。 2、惠更斯原理-介质在任一波面上的各点总可以看做发射子波的波源，其后任意时刻这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。 3、波的衍射、波的反射、波的折射波的反射定律（1）入射波的波线、反射波的波线和界面法线在同一平面内；（2）反射角等于入射角。波的折射定律（1）入射波的波线、折射波的波线和界面法线在同一平面内；（2）入射角的正弦与折射角的正弦之比，等于波在第一种介质中的传播速率与在第二种介质中的传播速率之比，即：。（叫做介质2对介质1的折射率）【作业】1声波从声源发出，在空中向外传播的过程中()a波速在逐渐变小b频率在逐渐变小c振幅在逐渐变小d波长在逐渐变小解析根据惠更斯原理知，声波从声源发出后，在空中向外传播的过程中，形成了以波源为中心的波面，面上的每个点都是子波的波源，然后子波波前形成包络面，即为新的波前，但声源提供的能量一定，在形成新的波前后，总能量不变，但每个新波前获得的能量减少，故在波的传播过程中振幅逐渐减小，故应选c答案c2一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，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，波长不变解析该题考查波在发生折射时，波速、波长、频率是否变化的问题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；又因波在水中速度较大，由公式vf可得，波在水中的波长变大，故a错，b正确答案b3(多选)下列现象中属于声波反射现象的是()a隔着墙能听到房间外面有人讲话b音响设备制作时要考虑混合效应c夏日的雷声有时轰鸣不绝d在水里的人能听到岸上的声音解析反射现象是波在同一种介质中的传播，因此b、c正确；波在不同种介质中传播是折射现象，d不正确；a是在同一种介质的另一面传播，不是反射现象答案bc4(多选)一列波由固体传入液体时，下列说法中正确的是()a入射波的波长大于折射波的波长b入射波的波速大于折射波的波速c入射波的频率大于折射波的频率d入射波的入射角大于折射波的折射角解析固体波速大于液体波速，而波的频率并未变化，所以选项a、b正确，c错误；由折射定律可知，选项d正确答案abd5(多选)如图1所示，一机械波由介质射入介质，在界面mn上发生偏折下列说法正确的是()图1a波在介质中传播的速度大b波在介质中传播的速度大c波在介质中和介质中传播的速度之比为d波在介质中和介质中传播的速度之比为解析由波的折射定律可知v1v2，且，故b、d正确答案bd6人耳只能区分相差0.1 s以上的两个声音，人要能听到自己讲话的回声，离障碍物的距离至少要大于()a34 mb17 mc100 md170 m解析声波在空气中传播的速度约为340 m/s，因此2svt，s17 m，b正确答案b7.(多选)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同一波面上的各质点振动情况可能不相同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按照惠更斯原理：波面是由任意时刻振动情况完全相同的点构成的面，故a对，b错；由波面和波线的概念，不难判定c、d正确答案acd8.如图1所示，1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()图1a2与1的波长、频率相等，波速不等b2与1的波速、频率相等，波长不等c3与1的波速、频率、波长均相等d3与1的频率相等，波速、波长均不等解析反射波的波长、频率、波速与入射波都应该相等，故a、b错；折射波的波长、波速与入射波都不等，但频率相等，故c错，d正确答案d9.同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图2所示以下说法正确的是()图 2a声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线b声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线c水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线d空气中质点振动频率较高，a是空