物理选修3-4沪科版2.3惠更斯原理波的反射与折射ppt课件.ppt

斯帕兰扎尼 第四节惠更斯原理波的反射与折射 演示水波槽实验一 教材P32观察与思考 一 波动中的几个概念 1 波面 从波源发出的波经过同一传播时间而到达的各点所组成的面 叫做波面 3 波线 从波源发出沿着波的传播方向画出的带箭头的线称为波线 它表示波动的传播方向 波线与波前垂直 t时刻的波前 t t时刻的波前 最前面的波面叫做波前 2 波前 波面 波线 波面和波线的关系 垂直 类似电场线与等势面的关系 演示水波槽实验二 教材P32观察与思考 二 惠更斯原理 内容 介质中任意波面上的各点都可看作发射子波的波源 其后任意时刻 这些子波在波前进方向的包络面 拿布去包裹形成的面 是新的波面 克里斯蒂安 惠更斯 ChristianHuygens 1629 1695 荷兰物理学家 数学家 天文学家 1629年出生于海牙 1655年获得法学博士学位 1663年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员 克里斯蒂安 惠更斯是与牛顿同一时代的科学家 是历史上最著名的物理学家之一 他对力学和光学的研究都有杰出的贡献 在数学和天文学方面也有卓越的成就 是近代自然科学的一位重要开拓者 平面波的惠更斯原理解释 确定下一时刻球面波的波面 三 波的反射 反射角i 反射波的波线与平面法线的夹角 入射角i 入射波的波线与平面法线的夹角 波在传播的过程中 遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象 规律 与光的反射定律相同 1 入射线 法线 反射线在同一平面内 入射角等于反射角 2 反射波的波长 频率 波速都跟入射波相同 演示水波槽实验三 经 t后 B点发射的子波到达界面处B 点 A点发射的子波到达A 点 同种介质 波速不变 波的反射定律证明 由惠更斯原理 A B为同一波面上的两点 证毕 四 波的折射 折射角 r 折射波的波线与法线的夹角 波从一种介质进入另一种介质时 波的传播方向发生了改变的现象 折射定律 入射线 法线 折射线共面 入射线与折射线分居法线两侧 入射角 折射角的正弦比等于波在第一种介质和第二种介质中的速度比 折射的原因 波在不同介质中速度不同 由惠更斯原理 A B为同一波面上的两点 经 t后 B点发射的子波到达界面处D点 A点的到达C点 证毕 波的折射定律证明 1 当入射速度大于折射速度时 折射波线靠拢法线 当入射速度小于折射速度时 折射波线远离法线 2 当垂直界面入射时 传播方向不改变 属折射中的特例 3 在波的折射中 波的频率不改变 波速 波长都发生改变 注意 猜想 波的反射 折射与光遵守同样的规律 那光是波或波是光呢 小试身手 一列声波在空气中的波长为25cm 传播速度为340m s 这列声波传入另一种介质中时 波长变为80cm 它在这种介质中传播速度是多少 1088m s 2 一列声以60 的入射角入射到两种介质的界面上 反射波刚好跟折射波垂直 若入射波的波长为0 6m 求折射波的波长和反射波的波长 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答案 ABCD 作业 1 教材P35练习与评价 发展空间 2 三维设计 半期复习 复习 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 如图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进的距离是