精选幻灯片-《波的反射和折射》

我们身边的物理,夏天的雷声！,1,蝙蝠的“眼睛”：18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠是靠高频率的尖叫来确定障碍物的位置的。这种尖叫声在每秒2万到10万赫兹之间，我们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不到的。这样的声波称为超声波。蝙蝠发出超声波，然后借助物体反射回来的回声，就能判断出所接近的物体的大小、形状和运动方式。,2,隐形飞机F117,雷达确定目标示意图,雷达是利用无线电波发现目标，并测定其位置的设备。由于无线电波具有恒速、定向传播的规律，因此，当雷达波碰到飞行目标(飞机、导弹）等时，一部分雷达波便会反射回来，根据反射雷达波的时间和方位便可以计算出飞行目标的位置。,由于一般飞机的外形比较复杂，总有许多部分能够强烈反射雷达波，因此整个飞机表面涂以黑色的吸收雷达波的涂料。,3,波的反射和折射,4,还记得小时候向水中扔石子吗？,5,一、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。波线与波面垂直,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：,6,一.惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，而后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。,荷兰物理学家惠更斯,7,惠更斯原理,1.介质中任一波面上的各点，都可看作发射子波的波源；,8,惠更斯原理,2.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。,包络面：与一族曲面相切的曲面。,波的传播方向？,9,用惠更斯原理确定平面波的波面及传播方向,惠更斯原理,10,实验与探究：,实验现象：,（1）水波不断通过小孔继续传播,（2）右侧的波面是以小孔为圆心的半圆形,（3）半圆形波面的形状与原波形无关，与波源的位置无关。,11,利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几何作图方法确定下一时刻的波面，从而确定波的传播方向。当波在均匀的各向同性介质中传播时，由于波速保持不变，波面的几何形状也总是保持不变的。,惠更斯原理,12,反射波的波线与法线的夹角,入射角（i）：,入射波的波线与法线的夹角,反射角（i）：,波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射,波的反射,波的反射现象有什么规律呢？,13,入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角,反射定律：,1.反射波的频率、波速和波长都不变,2.波遇到两种介质界面时，总存在反射,注意：,波的反射,14,波的反射,波在界面处为什么会发生反射呢？,15,经t后，波面上的B点恰好到达界面处B；A点发射的子波的波面如图所示，包络面为AB。,惠更斯原理对波的反射的解释：,由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点,所以,波的反射,反射波的波线与波面AB垂直。,16,以实验为基础的物理,水波的反射,17,新的问题,刚才我们研究了波的反射现象，波的反射过程中反射波和入射波在同一种介质中，那么如果波由一种介质进入另一种介质时，会发生什么现象呢？,水波的折射,18,折射角（r）：,折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角,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叫做波的折射。,波的折射,波为什么会发生折射现象呢？,19,四、波的折射,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，波的传播方向发生偏折的现象。,2.发生折射的原因：,不同介质中波的传播速度不同。,入射波的波前,折射波的波前,20,3.折射定律：,（1）入射线、法线、折射线在同一平面内；（2）入射线与折射线分居法线两侧；,（3）入射角正弦与折射角正弦之比等于波在第一种介质中传播速度与在第二种介质中传播速度之比。,（4）在折射中，频率不变，波速和波长都会发生改变。,只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数，叫做第一种介质对第二种介质的折射率，用n21表示。,21,当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例,只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数，叫做第二种介质相对第一种介质的折射率，用n21表示。,22,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。,所以,惠更斯原理对波的折射的解释,波的折射,波发生折射的原因?,波在不同介质中的速度不同.,23,反射和折射对比：,24,小结,规律：,25,思考：如果从与中性面成角的位置开始计时，感应电动势的表达式又是怎样？,四.交变电流的图像