6　惠更斯原理

1、第十二章机械波,6惠更斯原理,学习目标,1.知道什么是波面和波线，了解惠更斯原理. 2.知道波传播到两种介质交界面时会发生反射、折射现象，并能用惠更斯原理进行解释,内容索引,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习 预习新知 夯实基础,自主预习,一、惠更斯原理,1.波面和波线 波面：任何 相同的点组成的一个个圆. 波线：代表了波的传播方向，与波面 的线. 2.惠更斯原理 (1)定义：介质中任一波面上的各点，都可以看做 ，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的 就是新的波面. (2)应用：用惠更斯原理可以说明平面波的 ，解释波的 ，不能解释波的 .无法说明衍射现象与狭缝

2、或障碍物的 的关系.,振动状态,垂直,发射子波的波源,包络面,传播,衍射,强度,大小,3.波的反射和折射 (1)反射现象：波遇到介质界面会 原介质继续传播的现象. (2)折射现象：波从一种介质 另一种介质时，波的 发生改变的现象.,返回,进入,传播方向,1.判断下列说法的正误. (1)波发生反射和折射时波的频率都不变，但波长、波速均发生变化.() (2)波的折射现象和反射现象都可以用惠更斯原理解释.(),即学即用,答案,重点探究,惠更斯原理,1.惠更斯原理的实质 波面上的每一点(面元)都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波速和频率，此后每一时刻的子波波面的包络面就是该时刻总

3、的波动的波面.其核心思想是介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的. 2.惠更斯原理的局限性 波的直线传播、反射、折射等都能用此来进行较好的解释.但是，惠更斯原理是比较粗糙的，用它不能解释衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系.,例2(多选)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正确，B错误. 由波面和波线的概念，不难判定C、D正确.,解析,答案,三、波的反射和折射及

4、应用,导学探究 如图2所示，当波从介质传播到两介质的交界面时，返回介质的波和进入介质的波的频率变化吗？波长变化吗？,答案返回介质时波的频率和波长均不变，进入介质的波的频率不变，波速变化，由vf得，波长变化.,图2,答案,知识深化 对波的反射和折射的理解 (1)频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的. (2)波速是由介质决定的，波反射时是在同一介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变. (3)波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式 可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的

5、介质中波速增大时，由 可知波长变大；反之变小.,例3图3中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则 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、波长均相等 D.3与1的频率相等，波速、波长均不等,解析,答案,图3,解析波线1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；,波线1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由 得波长不同，故C错，D对.,例4某测量员利用回声测距，他站在两平行墙壁间某一位置鸣枪，经过1 s第一次听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，

6、则两墙壁间的距离为多少？,答案425 m,解析设测量员离较近的墙壁的距离为x，则他离较远的墙壁的距离为sx， 2xvt1 2(sx)v(t1t) 其中t0.5 s，t11 s，代入数据得：s425 m.,解析,答案,回声测距的三种情况 1.当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下用的时间相等，设经时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为sv声 . 2.当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s(v声v) . 3.当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物

7、以速度v远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s(v声v) .,达标检测,1.(对惠更斯原理的理解)(多选)下列关于惠更斯原理的说法正确的是 A.惠更斯原理能够解释波的反射现象和折射现象 B.惠更斯原理能够解释波的衍射现象 C.介质中任何一个波面的各点，都可以看成发射子波的波源 D.惠更斯原理能够解释衍射现象与障碍物或孔的大小的关系,解析惠更斯原理解释了波的传播相关的问题，所以能够解释波的反射现象和折射现象，故A正确； 同样对波的衍射现象，惠更斯原理也可以解释，但不能解释衍射现象与孔或障碍物大小的关系，故B正确，D错误； 由惠更斯原理可知，C正确.,答案,1,2,3,4,解析,1,2,3,4,2.(波的反射和折射)一列声波在空气中的波长为0.2 m.当该声波从空气中以某一角度传入介质中时，波长变为0.6 m，如图5所示，若空气中的声速是340 m/s.求： (1)该声波在介质中传播时的频率；,图5,解析声波在空气中传播时，由vf得：,答案1 700 Hz,由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质中传播时，频率为1 700 Hz.,答案,解析,(2)该声波在介质中