高中物理 波的反射和折射课件 鲁科版选修34.ppt

高中物理 选修3 4 鲁教版 第2讲波的反射和折射 目标定位 1 知道什么是波面和波线 2 了解惠更斯原理 会用惠更斯原理解释波的反射与折射现象 3 认识波的反射和折射现象 知道波的反射定律和折射定律 一 惠更斯原理1 波面 从波源发出的波 经过传播时间到达的各点所组成的面 叫做波阵面或波面 波面为面的波称为球面波 波面是面的波称为平面波 2 波线 用来表示波的传播的线 波线与各个波面总是的 同一 球 平 方向 垂直 3 惠更斯原理 介质中波阵面上的每一个点 都可以看成一个新的 这些新波源发出子波 经过一定时间后 这些子波的就构成下一时刻的波面 波源 包络面 二 波的反射1 定义 波遇到障碍物时会返回来继续传播的现象 2 入射角与反射角波在遇到障碍物发生反射时 波线与反射面法线的夹角叫做入射角 波线与反射面法线的夹角叫做反射角 3 反射定律 反射波线 入射波线和法线在平面内 反射波线和入射波线分别位于法线侧 反射角入射角 4 反射波的波长 频率和波速都与入射波的 入射 反射 同一 两 等于 相同 折射波 偏折 入射波 一 对惠更斯原理的理解1 惠更斯原理中 同一波面上的各点都可以看做子波的波源 波源的频率与子波波源的频率相等 2 波线的指向表示波的传播方向 3 在各向同性均匀介质中 波线恒与波面垂直 4 球面波的波线是沿半径方向的直线 平面波的波线是垂直于波面的平行直线 5 利用惠更斯原理可以解释平面波和球面波的传播 波的反射和折射现象 例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acd 二 波在反射 折射现象中的波长 频率和波速 特别提醒 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相等 即与波源的振动频率相同 2 波速 v 由介质决定 故反射波与入射波在同一介质中传播 波速不变 折射波与入射波在不同介质中传播 波速变化 3 据v f知 波长 与波速和频率有关 反射波与入射波 频率同 波速同 故波长相同 折射波与入射波在不同介质中传播 频率同 波速不同 故波长不同 具体见上表所示 例2 如图2 2 1所示 1 2 3分别代表入射波 反射波 折射波的波线 则 图2 2 1 a 2与1的波长 频率相等 波速不等b 2与1的波速 频率相等 波长不等c 3与1的波速 频率 波长相等d 3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错 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d 针对训练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 2 2所示 以下说法正确的是 图2 2 2 a 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是空气中声波的波形曲线解析声波在水和空气中频率相同 而在水中波速大 由v f可知 水中波长大 故选a 答案a 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 雷达也是利用波的反射来定位和测