教科版选修34 惠更斯原理 波的反射与折射 课件 （共40张）.ppt

第4节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 第二章 知识点一 知识点二 考向二 考向一 随堂基础巩固 课时跟踪训练 知识点三 1 由波源发出的波 经过同一时间到达的各点所组成的面为波面 它一定与表示波传播方向的波线垂直 2 波传播时 波面上的各点都可以看做是子波源 从子波源发出的子波所形成的包络面 就是新的波前 3 在波的反射现象中反射波的波线与法线的夹角一定等于入射波的波线与法线的夹角 且反射波与入射波的频率 波速 波长均相同 4 在波的折射现象中 入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于波在第一种介质中的波速与波在第二种介质中的波速之比 自学教材 1 几个概念 1 波面 从波源发出的波经过同一而达到的各点所组成的面 如图2 4 1所示 传播时间 图2 4 1 2 波前 的波面 3 平面波 波面是的波 4 圆形波 波面是的波 5 波线 从波源沿着波的传播方向画出的带箭头的线 用来表示波的传播方向 波线与波面总是的 最前面 平面 圆形 垂直 2 惠更斯原理 1 内容 波在传播过程中所到达的每一点都可看做 从这些点发出球面形状的子波 其后任一时刻这些子波波前的就是新的波前 2 应用 可以用几何作图的方法 由已知的某一时刻波前确定下一时刻波前 从而确定波的 新的波源 包络面 传播方向 重点诠释 1 对波线与波面的理解 1 波面不一定是面 如水波 它只能在水面传播 水波的波面是以波源为圆心的一簇圆 2 波线是有方向的一簇线 它的方向代表了波的传播方向 3 波线与波面互相垂直 一定条件下由波面可确定波线 由波线可确定波面 2 应用惠更斯原理解释波的现象的步骤 1 确定一列波某时刻一个波面的位置 2 在波面上取两点或多个点作为子波的波源 3 选一段时间 t 4 根据波速确定 t时间后子波波面的位置 5 确定子波在波前进方向上的包络面 即为新的波面 6 由新的波面可确定波线及其方向 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 还是球形波 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 自学教材 1 反射现象波遇到两种介质的分界面时会返回到原介质继续传播的现象 如图2 4 2所示 图2 4 2 2 反射角和入射角 1 入射角 入射波的波线与界面的夹角 如图2 4 2中的 2 反射角 反射波的波线与界面的夹角 如图2 4 2中的 3 反射规律反射波的波长 频率和波速都与入射波 4 反射定律入射线 反射线在同一平面内 入射线和反射线分别位于两侧 反射角入射角 法线 法线 相同 法线 法线 等于 重点诠释 1 对波的反射的理解 1 波发生反射时波的传播方向发生了变化 2 反射波和入射波在同一介质中传播 介质决定波速 因此波速不变 波的频率是由波源决定的 因此波的频率也不改变 根据公式 v f 可知波长也不改变 2 有一辆汽车以15m s的速度匀速行驶 在其正前有一陡峭山崖 汽车鸣笛2s后司机听到回声 此时汽车距山崖的距离多远 v声 340m s 解析 若汽车静止 问题就简单了 现在汽车运动 声音传播 如图所示为汽车与声波的运动过程示意图 设汽车由a到c路程为s1 c点到山崖b距离为s 声波由a到b再反射到c路程为s2 因汽车与声波运动时间同为t 则有s2 s1 2s 答案 325m 自学教材 1 折射现象波在传播过程中 从一种介质进入另一种介质时 波发生偏折的现象 如图2 4 3所示 图2 4 3 传播的方向 相同 发生 变化 法线 法线 正弦值 重点诠释 1 波的反射 折射现象中各量的变化 1 波向前传播在两种介质的界面上会同时发生反射现象和折射现象 一些相关物理量变化如下 2 说明 频率f由波源决定 故无论是反射波的频率还是折射波的频率都等于入射波的频率 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 折射波与入射波在不同介质中传播 波速变化 根据v f 波长 与v及f有关 即与介质和波源有关 反射波与入射波在同一介质中 波速相同 频率相同 故波长相同 折射波与入射波在不同介质中传播 v不同 f相同 故 不同 图2 4 4 答案 c 例1 某物体发出的声音在空气中的波长为1m 波速为340m s 在海水中的波长为4 5m 1 该波的频率为 hz 在海水中的波速为 m s 2 若物体在海面上发出的声音经0 5s听到回声 则海水深为多少 3 若物体以5m s的速度由海面向海底运动 则经过多长时间听到回声 思路点拨 解答本题时应注意以下两点 1 波的频率 波速与介质的关系 2 回声时间与波程的对应关系 3 物体与声音运动的过程示意图如图所示 设听到回声的时间为t 则v物t v海t 2s代入数据解得 t 0 498s 答案 1 3401530 2 382 5m 3 0 498s 借题发挥 1 利用回声测定距离时 要特别注意声源是否运动 若声源运动 声源发出的原声至障碍物再返回直到听到回声的这段时间与声源的运动时间相同 2 解决波的反射问题 关键是根据物理情景规范作出几何图形 然后利用几何知识结合物理规律进行解题 1 当一个探险者进入一个山谷后 为了估测出山谷的宽度 他吼一声后 经过0 5s听到右边山坡反射回来的声音 又经过1 5s后听到左边山坡反射回来的声音 若声速为340m s 则这个山谷的宽度约为 a 170mb 340mc 425md 680m 答案 c 例2 如图2 4 6所示 某列波以60 的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射 若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90 此波在乙介质中的波速为1 2 105km s 1 该波的折射角为 2 该波在甲介质中的传播速度为多少 3 该波在两种介质中的波长比为多少 图2 4 6 思路点拨 解答本题时应注意以下几点 1 由几何关系求折射角 2 由折射定律求波速 3 由v f及波在两种介质中频率相同求波长之比 2 图2 4 7中1 2 3分别代