126惠更斯原理课件（人教版选修3-4）

1、6惠更斯原理,1了解波面和波线的概念 2知道波传播到两种介质交界面时，会发生反射和折射 3掌握惠更斯原理，能用惠更斯原理解释波的反射和折射 现象,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_指向_的直线 (1)球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以_为球心的一个个_ ，波线就是这些_的_ 如空气中的声波,一、波面和波线 概念,波的分类,振动状态,垂直,波传播方向,波源,球面,球面,半径,2)平面波：波面是_的波，如水波,平面,图1261,提醒 波线与波面一定垂直，球面波与平面波的形状分别如图1261所示,原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子

2、波的_，其后任意时刻，这些子波在波前进方向上的_就是新的波面 如果知道某时刻一列波的某个_的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个_的位置如在t时间内，子波传播的距离为rvt，而子波形成的新的波面相对于原波面传播的距离xvt，表示波向前传播了vt的距离如图1262所示,二、惠更斯原理,用惠更斯原理解释波的传播,波源,包络面,波面,波面,反射现象：波遇到介质界面会_ _继续传播的现象,图1262,图1263,三、波的反射(如图1263所示,返,回来,1)入射角：入射波的_与界面_的夹角 (2)反射角：反射波的_与界面_的夹角 (3)反射规律：入射波线、法线和反射波线在_ ，入射波线

3、和反射波线分居在_两则，反射角_入射角 提醒 (1)反射波的波长、频率、波速跟入射波的相同 (2)回声就是声波的反射，人耳能将原声和回声区分开的最小时间间隔为0.1 s,反射规律,波线,法线,波线,法线,同一平面内,法线,等于,定义：波从一种介质_另一种介质时，波的_发生改变的现象 折射角()：折射波的_与两介质界面_的夹角叫做折射角,图1264,四、波的折射(如图1264所示,折射定律：入射波线、法线、折射波线在_内，入射波线与折射波线分居_两侧入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的_速度跟波在第二 种介质中的_之比即_ (公式表示,射入,传播方向,波线,法线,同一平面,法线,

4、传播,传播速度,折射率,2)决定因素：因波速由_决定，故折射率是由_性质决定而与入射角无关的常数 提醒 (1)在波的折射中，波的频率不改变，但由于介质变，波速变，所以波长也变 (2)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波速不同,介质,介质,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 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，即波源的振动频率相同 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

5、中传播，波速变化,二、波的反射、折射现象中各量的变化,据vf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，故波长不同具体见下表所示,典例1,波的反射的应用,图1265,答案C 借题发挥(1)利用反射定律解决实际问题，主要是利用声波的直线传播及其反射特点，考查匀速直线运动规律的应用 (2)利用声波的反射测量距离、速度是此类问题的重点，应利用声波的直线传播和反射定律作出声波传播的示意图，再结合几何关系求解,某测量员是这样利用回声测距离的：他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00 s第一次听到回声，又经过0.50 s再次听到

6、回声，已知声速为340 m/s，则两峭壁间的距离为_,变式1,答案425 m,如图1266所示是声波从介质进入介质的折射情况，由图判断下列说法正确的是 () A入射角大于折射角，声波在介质 中的波速大于它在介质中的波速,波的折射的应用,典例2,图1266,B入射角大于折射角，可能是空气，可能是水 C入射角小于折射角，可能是钢铁，可能是空气,答案A,一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则 () A声波频率不变，波长变小 B声波频率不变，波长变大 C声波频率变小，波长变大 D声波频率变大，波长不变 解析该题考查波在发生折射时，波速、波长、频率是否变化的问题由于波的频率由波源决定，因此波无论在

7、空气中还是在水中频率都不变，故C、D错又因波在水中速度较大，由公式vf可得，波在水中的波长变大，故A错，B正确 答案B,变式2,1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,有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，司机听到回声时汽车距山崖的距离多远？(v声340 m/s,波的反射的应用,2,解析 若汽车静止问题就简单了，现汽车运动，声音传播，如右图所示为汽车与声波的运动过程示意图设汽车由A到C路程为x1，C点到山崖B距离为x；声波由,A到B再反射到C路程为x2，因汽车与声波运动时间同为t，则有x2x12x即v声t v汽t2x