物理选修沪科惠更斯原理波的反射与折射PPT课件

1、1第1页/共27页第四节 惠更斯原理 波的反射与折射第2页/共27页3 演示水波槽实验一，教材P32观察与思考第3页/共27页4一一.波动中的几个概波动中的几个概念念1. 波面：波面： 从波源发出的波经过同一传播时间而到达的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。各点所组成的面，叫做波面。平平 面面 波波3. 波线：波线： 从波源发出沿着波的传播方向画出的带箭头的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。波线与波前垂线称为波线，它表示波动的传播方向。波线与波前垂直。直。t 时刻的波前t +t 时刻的波前最前面的波面叫做波前。最前面的波面叫

2、做波前。2. 波前：波前：圆圆 形形 波波O第4页/共27页5波面波线波面波线波面和波线的关系：波面和波线的关系：垂直垂直 （类似电场线与等势面的关系）（类似电场线与等势面的关系） 演示水波槽实验二，教材P32观察与思考第5页/共27页6二. .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。其后任意时刻的波源。其后任意时刻, ,这些子波在波前进方向的包络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。面（拿布去包裹形成的面）是新的波面。第6页/共27页7.t 时刻的波面（波前）时刻的波面（波前）t+t时刻的波面（波前）

3、时刻的波面（波前）子波波源子波波源tv平面波的惠更斯原理解释平面波的惠更斯原理解释第7页/共27页8确定下一时刻球面波的波面确定下一时刻球面波的波面.子波波源子波波源t+t时刻时刻的波面的波面t 时刻时刻的波面的波面tv第8页/共27页9三. .波的反射 反射角ii：反射波的波线与平面法线的夹角。入射角i 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。i i法线法线平面平面 规律（与光的反射定律相同）：规律（与光的反射定律相同）： 1 1、入射线、法线、反射线在同一平面内，入射角、入射线、法线、反射线在同一平面内，入射角等于反射角；等于反

4、射角； 2 2、反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。、反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。演示水波槽实验三第9页/共27页10 经经 t t后，后，B B点发射的子波到达界面处点发射的子波到达界面处B点，点，A A点发射的子波到达点发射的子波到达AA点点。同种介质，波速不变。同种介质，波速不变。波的反射定律证明：波的反射定律证明： i ii iABacbacb由惠更斯原理，由惠更斯原理，A A、B B为同一波面上的两点为同一波面上的两点AABBAABBABABBABAii 证毕证毕tvAB第10页/共27页11界面界面介质介质I I介质介质IIII四. .波的折射 折射角（r）：折射波

5、的波线与法线的夹角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。ir法线法线第11页/共27页1221sinsinvvri折射定律：折射定律：入射线、法线、折射线共面，入射线与折射线分入射线、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。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折射的原因：波在不同介质中速度不同第12页/共27页13 由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点irABCDirtv 1 经t后，B点发射的子波到达界面处

6、D点，A点的到达C点，ADBDisinADtv 1ADACr sinADtv 221sinsinvvri证毕证毕波的折射定律证明：波的折射定律证明：tv 2第13页/共27页141.1.当入射速度大于折射速度时，折射波线靠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，折射拢法线；当入射速度小于折射速度时，折射波线远离法线；波线远离法线；2.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例；折射中的特例；3.在波的折射中，波的频率不改变，波速、在波的折射中，波的频率不改变，波速、波长都发生改变。波长都发生改变。注意：注意：猜想：波的反射

7、、折射与光遵守同样的规律，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？那光是波或波是光呢？第14页/共27页151. 一列声波在空气中的波长为一列声波在空气中的波长为25cm，传播速度为，传播速度为340m/s，这列声波传入另一种介质中时，波长变为，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？它在这种介质中传播速度是多少？1088m/s第15页/共27页162. 一列声以一列声以60的入射角入射到两种介质的界面上，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

8、长和反射波的波长？求折射波的波长和反射波的波长？mm6 . 0 ,32 . 0第16页/共27页173.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第17页/共27页18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！第18页/共27页19第19页/共27页20特别提醒：特别提醒：人耳能将原声和回声人耳能将原声和回声(反射回来的声音反射回来的声音)区分区分开的最小时间间隔为开的最小时间间隔为0.1 s.第20页/共27页21 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t1.0 s，超声波在空气中传播的速度是v340 m/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多少？汽车的速度是多大？第21页/共27页22【思路点拨