物理选修惠更斯原理

物理选修课件惠更斯原理第1页，课件共35页，创作于2023年2月4．掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理解释波的反射和折射现象。5．了解波面和波线的概念。过程与方法1．在已学过的回声和声音反射与折射的基础上，进一步加深对波的特性的理解。2．通过实验演示和日常生活经验辅助教学，激发学生感受知识的兴趣。第2页，课件共35页，创作于2023年2月情感、态度与价值观1．培养学生怎样理解和学习抽象概念。2．培养学生由现象结论现象的思维模式。第3页，课件共35页，创作于2023年2月1.假设水面有一个波源，水波向四周传开。任何振动状态相同的点都组成了一个个圆。我们把这些圆叫做一个个________，而与波面垂直的那些线代表了波的________，叫做________。2．惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的________，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是________。第4页，课件共35页，创作于2023年2月3．由惠更斯原理我们可推得，在波的反射中，反射角________入射角。答案：1．波面传播方向波线2．波源新的波面3．等于第5页，课件共35页，创作于2023年2月(1)波面波源引起的振动在介质中向各个方向传播，如果把某一时刻振动状态相同的点连接起来组成一个面，这个面就叫做波面。例如：①球面波：波阵面是以波源为球心的一个个球面，波线是这些球面的半径，这种波为球面波。②平面波：波面是平面的波为平面波。知识点1波面和波线第6页，课件共35页，创作于2023年2月(2)波线用来表示波的传播方向，在各向同性介质中波线与波面垂直。(3)波面与波线的关系第7页，课件共35页，创作于2023年2月注意：无论是球面波，还是平面波，同一波面上的各质点振动情况完全相同。第8页，课件共35页，创作于2023年2月介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，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。例如：知识点2惠更斯原理第9页，课件共35页，创作于2023年2月第10页，课件共35页，创作于2023年2月注意：惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的强度。第11页，课件共35页，创作于2023年2月【例1】下列说法正确的是 (

)A．波在介质中传播过程中，振动相同的点连接起来组成的面就叫做波面B．波线是用来表示波的传播方向的，波线与波面总是垂直的C．无论是球面波，还是平面波，同一波面上各质点的振动情况完全一样D．波面上的各点都可以看作一个个新的小波源，称为子波，子波在前进方向上任意时刻形成的包络面，就是新的波面第12页，课件共35页，创作于2023年2月【答案】B、C、D【解析】振动相同的质点在同一时刻组成的面，叫做波面，故A错；波线表示波的传播方向，在同一种介质中传播时，波线与波面总是垂直，表示为一条直线，在不同介质中传播时，表示为折线或曲线，但总跟在对应介质中的波面垂直，故B对；波面是同一时刻各质点连线组成的，其上各质点振动情况一样，可以看作相同的一个个新的小波源，这些波往前传播情况一样，经过相同时刻到达的位置的连线又可以连接成一个面，就形成新的波面，故C、D均正确。第13页，课件共35页，创作于2023年2月【思维点悟】本题考查了波面、波线的定义及两者之间的关系和惠更斯原理，关键是能够结合图示理解和掌握这些比较抽象的概念。第14页，课件共35页，创作于2023年2月对应练习1．对于平面波，波面与波线________；对于球面波，波面是以________为球心的球面，波线沿球面的________方向。介质中任一波面上的各点，都可以看做________。答案：垂直波源半径发射子波的波源第15页，课件共35页，创作于2023年2月知识点3波的反射(1)定义：当波遇到障碍物时，会返回到原来的介质中继续传播，这种现象叫波的反射。入射角：入射波线与法线的夹角，如图12－6－1中所示的α。反射角：反射波线与法线的夹角，如图12－6－1中所示的β。第16页，课件共35页，创作于2023年2月第17页，课件共35页，创作于2023年2月(2)反射定律①反射波线，入射波线和法线在同一平面内；②反射波线与入射波线分居法线两侧；③反射角等于入射角，即α＝β。注意：在反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的完全相同。第18页，课件共35页，创作于2023年2月【例2】用惠更斯原理证明平面波的反射定律。第19页，课件共35页，创作于2023年2月【证明】如图12－6－2所示a、b、c是入射波的波线，a′、b′、c′是反射波的波线。AB、A′B′分别是入射波中abc包络成的、反射波中a′b′c′包络成的波面。由于波从B传播到B′所用的时间与波从A传播到A′所用的时间是一样的。而波在同种介质中的波速相同，故B′B＝AA′。第20页，课件共35页，创作于2023年2月AB、A′B′分别与入射波线、反射波线垂直，故直角△AB′B≌B′AA′，所以∠A′AB′＝∠BB′A。入射角i和反射角i′分别为∠BB′A和∠A′AB′的余角，所以i′＝i。也就是说，在波的反射中，反射角等于入射角。第21页，课件共35页，创作于2023年2月【思维点悟】波在传播过程中，在同一均匀介质中不论是直线传播，还是反射，由同一个包络面到达另一个包络面的时间是一样的。第22页，课件共35页，创作于2023年2月知识点4波的折射(1)定义：波传播到两种不同的可传播波的介质界面时，会有一部分进入第二介质中，但波线会发生变化，这种现象叫波的折射。第23页，课件共35页，创作于2023年2月入射角：入射波线与法线间的夹角，如图12－6－3所示中θ1。折射角：折射波线与法线间的夹角，如图12－6－3所示中θ2。第24页，课件共35页，创作于2023年2月第25页，课件共35页，创作于2023年2月第26页，课件共35页，创作于2023年2月第27页，课件共35页，创作于2023年2月【例3】某列波以60°的入射角从甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射，若反射线与折射线成90°角，波在乙介质中的波速为1.2×105km/s，求波在甲介质中的速度是多少？第28页，课件共35页，创作于2023年2月第29页，课件共35页，创作于2023年2月第30页，课件共35页，创作于2023年2月第31页，课件共35页，创作于2023年2月1.折射定律的推导与结论第32页，课件共35页，创作于2023年2月第33页，课件共35页，创作于2023年2月2．入射波、反射波、折射波的波速、波长、频率的关系(1)反射波的波长、频率、波速都与入射波相同。(2)折射波的频率与入射波的频率相同，