《波的反射和折射》课件

1、我们身边的物理我们身边的物理夏天的雷声！夏天的雷声！漆黑的夜晚，蝙蝠漆黑的夜晚，蝙蝠利用超声波的反射利用超声波的反射辨别并捕获猎物。辨别并捕获猎物。我们的研究课题我们的研究课题还记得小时候向水中扔石子吗？还记得小时候向水中扔石子吗？几个基本概念几个基本概念与波面垂直，代表与波面垂直，代表波的传播方向。波的传播方向。振动状态相同的振动状态相同的各点组成的曲面。各点组成的曲面。波动中，走在最前面波动中，走在最前面的那个波面称为波前。的那个波面称为波前。平面波平面波球面波球面波1.1.波阵面波阵面2.2.波线波线3.3.波前波前 惠更斯原理内容：惠更斯原理内容：介质中任一波面上的各点，介质中任一波面

2、上的各点，都可看作发射子波的波源；都可看作发射子波的波源；其后任意时刻其后任意时刻, ,这些子波在这些子波在波前进方向的包络面就是新波前进方向的包络面就是新的波面。的波面。荷兰物理学家惠更斯荷兰物理学家惠更斯惠更斯原理惠更斯原理惠更斯原理惠更斯原理1.1.介质中任一波面上的各点，都可看作介质中任一波面上的各点，都可看作发射子波的波源；发射子波的波源；惠更斯原理惠更斯原理2.2.其后任意时刻其后任意时刻, ,这些子波在波前进方这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。向的包络面就是新的波面。子波波源子波波源t后的波面后的波面t 时刻时刻的波面的波面包络面：与一族包络面：与一族曲面相切的曲面。曲面

3、相切的曲面。tv 波的传播方向？波的传播方向？. . . . . . . . .t t 时刻的波面时刻的波面t+t时刻的波面时刻的波面子波波源子波波源tv 用惠更斯原理确定平面波的波面及传播方向用惠更斯原理确定平面波的波面及传播方向惠更斯原理惠更斯原理 利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几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。总是保持不变的。惠

4、更斯原理惠更斯原理球球 面面 波波平平 面面 波波O1R2Rtutu反射波的波线与法线的夹角反射波的波线与法线的夹角入射角（入射角（i i）：）：入射波的波线与法线的夹角入射波的波线与法线的夹角反射角（反射角（ii）：）： 波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射叫做波的反射 i i法线法线界面界面波的反射波的反射波在界面处为什么会发生反射呢？波在界面处为什么会发生反射呢？波的反射波的反射界面界面波线波线子波波源子波波源波的反射现象有什么规律呢？波的反射现象有什么规律呢？ 经经 t t后，波面上的后，波面上的B B点点恰好恰好到达界面处到达界面处

5、B B；A A点发射点发射的子波的子波的波面如图所示，包络面为的波面如图所示，包络面为A AB B。惠更斯原理对波的反射的解释：惠更斯原理对波的反射的解释：i ii iA AB Ba ab b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 所以所以A Aa ab b波的反射波的反射B B反射波的波线与波面反射波的波线与波面A AB B垂直。垂直。 入射线、法线、反射线入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角射线分居法线两侧，反射角等于入射角等于入射角反射定律：反射定律：1.反

6、射波的频率、波速和波长都不变反射波的频率、波速和波长都不变2.波遇到两种介质界面时，总存在反射波遇到两种介质界面时，总存在反射注意：注意：i i法线法线平面平面波的反射波的反射以实验为基础的物理以实验为基础的物理水波的反射水波的反射新的问题新的问题 刚才我们研究了波的反射现象，波的反射过程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？一种介质进入另一种介质时，会发生什么现象呢？ 水波的折射水波的折射界面界面介质介质I I介质介质IIII折射角（折射角（r r）：）： 折

7、射波的波线与两介质界面法线的夹角折射波的波线与两介质界面法线的夹角r r叫做折射角叫做折射角 波从一种介质进入另一种介质时，波的传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。播方向发生了改变的现象叫做波的折射。ir法线法线波的折射波的折射波为什么会发生波为什么会发生折射现象呢？折射现象呢？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。irABCDirtv 1 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D D点，点，A A点的到达点的到达C C点点。ADBDi sinADtv 1ADACr sinADtv

8、 221sinsinvvri所以所以惠更斯原理对波的折射的解释惠更斯原理对波的折射的解释tv 2波的折射波的折射波发生折射波发生折射的原因的原因? ?波在不同介波在不同介质中的速度质中的速度不同不同.21sinsinvvri折射定律：折射定律： 入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧入射角的正弦跟折射角的正弦折射线分居法线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速度之比。中的速度之比。2112vvn折射率折射率波的折射波的折射注意：在波的折射中，波的频率不改变，注意：在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变波速和波长都发生改变1.介质介质1中的波速大于介质中的波速大于介质2中的波速；中