人教版选修34 12.6 惠更斯原理 课件（28张）.ppt

第十二章机械波第六节惠更斯原理 人教版选修3 4 课标定位学习目标 1 知道什么是波面 波线 知道波的反射 折射现象 2 知道惠更斯原理及对波的反射 折射和衍射现象的解释 重点难点 用惠更斯原理解释反射 折射 衍射现象 3 2 波线 由波源发出的 指向波的传播方向的射线为波线 与波面垂直 1 波面 振动相位相同的各点组成的曲面 3 波前 某一时刻波动所达到最前方的各点所连成的曲面 平面波 球面波 一 波动中的几个概念 一 波面和波线1 波面和波线 1 波面 在波的传播过程中 任一时刻 都相同的介质质点所组成的面 2 波线 与波面 且指向 的直线 如图所示 振动状态 垂直 传播方向 2 波的分类 1 球面波 波面是 的波 如空气中的声波 2 平面波 波面是 的波 如水波 二 惠更斯原理1 内容 介质中任一波面上的各点 都可以看做发射子波的 其后任意时刻 这些子波在波前进方向的 就是新的波面 球面 平面 波源 包络面 2 解释现象的过程 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 从而可确定波的 三 波的反射和折射1 反射现象 波遇到介质界面会反向继续传播的现象 2 折射现象 波从一种介质进入另一种介质时 波的 通常会发生改变的现象 波面 波速 波面 传播方向 传播方向 7 1 介质中波动传播到的各点 都可看成发射球面子波的子波源 点波源 2 以后的任意时刻这些子波的包络面就是新的波面 平面波 球面波 二 惠更斯原理 议 8 用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面 用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面 展 10 衍射 波在传播过程中 遇到障碍物时其传播方向发生改变 绕过障碍物的边缘继续传播 利用惠更斯原理可解释波的衍射 反射和折射 波达到狭缝处 缝上各点都可看作子波源 作出子波包络 得到新的波前 在缝的边缘处 波的传播方向发生改变 三 波的衍射 11 当狭缝缩小 与波长相近时 衍射效果显著 衍射现象是波动特征之一 水波通过狭缝后的衍射图象 惠更斯原理可以解释衍射现象 但不能计算波的强度分布 12 当波传播到两种介质的分界面时 一部分反射形成反射波 另一部分进入介质形成折射波 1 反射定律 入射线 反射线和界面的法线在同一平面上 四 波的反射与折射 反射角等于入射角 入射线 折射线和界面的法线在同一平面上 斯涅耳定律 2 折射定律 一 波的反射 折射现象中各量的变化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 评 说明 1 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 2 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 3 据v f知 波长 与v及f有关 即与介质及波源有关 反射波与入射波在同一介质中传播 频率相同 故波长相同 折射波与入射波在不同介质中传播 f相同 v不同 故 不同 特别提醒 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 特别提醒 人耳能将原声和回声 反射回来的声音 区分开的最小时间间隔为0 1s 即时应用 1 人耳只能区分相差0 1s以上的两个声音 人要听到自己讲话的回声 离障碍物的距离至少要大于 a 34mb 17mc 100md 170m 检 精讲精析 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 变式训练1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答案 acd 2 如图12 6 2甲所示是在高速公路上用超声波速度仪测量车速的示意图 测速仪固定并正对被测物发出和接收超声波脉冲信号 根据发出和接收到的信号的时间差 测出被测物体的速度 图乙是测量仪记录脉冲信号得到的纸带 p1 p2表示测速仪发出的超声波信号 n1 n2表示p1 p2经汽车反射回来的信号 设记录时纸带匀速移动 p1 p2 之间的时间间隔 t 1 0s 超声波在空气中传播的速度是v 340m s 若汽车是匀速行驶的 则根据图乙可知 汽车在接收到p1 p2两个信号之间的时间内前