第四节惠更斯原理波的反射及折射

1、第四节惠更斯原理波的反射与折射南溪一中 王聪学习目标南溪一中1、知道什么是波线、波面；、知道什么是波线、波面；2、知道波线的物理意义及波线与波面的关系；、知道波线的物理意义及波线与波面的关系； 3、知道波的反射、折射现象；、知道波的反射、折射现象；4、理解惠更斯原理；、理解惠更斯原理；5、能够应用波的、能够应用波的反射定律反射定律和波的和波的折射定律折射定律解决解决 问题问题(2)波线：与波面波线：与波面_且指且指 向向_的直线的直线一、惠更斯原理一、惠更斯原理南溪一中1波面和波线波面和波线(1)波面：在波的传播过程中，任一时刻波面：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都相同

2、的介质质点所组成的面振动状态垂直传播方向2波的分类波的分类(1)球面波：波面是球面波：波面是_的波，如空气中的声波的波，如空气中的声波(2)平面波：波面是平面波：波面是_的波，如水波的波，如水波球面平面观察思考1观察思考2(2)应用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位应用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位置置,还知道波速还知道波速,利用惠更斯原理可以得到下一时刻利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而可确定波的这个波面的位置，从而可确定波的_南溪一中3惠更斯原理惠更斯原理(1)内容：波在传播过程中所到达的每一点都可看内容：波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的做新的_，其后任一时

3、刻这些子波波，其后任一时刻这些子波波前的包络面就是新的前的包络面就是新的_它是惠更斯在它是惠更斯在1690年提出的年提出的波源(子波源)波前传播方向 克里斯蒂安惠更斯 (Christiaan Huygens，1629年04 月14日1695年07月08日)荷兰 物理学家、天文学家、数学 家，他是介于伽利略与牛顿之 间一位重要的物理学先驱，是 历史上最著名的物理学家之 一，他对力学的发展和光学的 研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。他建立向心力定律，提出动量守恒原理，并改进了计时器。 南溪一中物理学家的故事南溪一中1定义：波在传播过程中，遇到两种

4、介质的分界定义：波在传播过程中，遇到两种介质的分界面时面时_到原介质继续传播的现象到原介质继续传播的现象返回入射线法线反射线法线等于相同二、波的反射二、波的反射2波的反射定律：当波传播到两种介质的交界处波的反射定律：当波传播到两种介质的交界处发生反射时，发生反射时，_、 _、 _在同在同一平面内，入射线与反射线分别位于一平面内，入射线与反射线分别位于_的两侧的两侧，而且入射角，而且入射角_反射角；反射波的波长、频率反射角；反射波的波长、频率和波速都与入射波和波速都与入射波_ 2折射定律：波从第一种介质进入第二种介质分折射定律：波从第一种介质进入第二种介质分界面处会发生折射现象，入射角的界面处会

5、发生折射现象，入射角的_跟折射角跟折射角的的_之比等于波在第一种介质中之比等于波在第一种介质中_跟第二跟第二种介质中的种介质中的_之比，即之比，即 .这就是波的这就是波的折射定律折射定律1定义：波在传播过程中，从一种介质进入另一定义：波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生种介质时，波的传播方向发生_的现象的现象南溪一中偏折正弦正弦波速波速rivvsinsin21三、波的折射三、波的折射1、关于对惠更斯原理的理解，下列说法、关于对惠更斯原理的理解，下列说法不不正确正确的的 是是()A同一波面上的各质点振动情况完全相同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

6、质点的振动情同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能况可能 相同相同C球面波的波面是以波源为中心的一个个球面波的波面是以波源为中心的一个个球面球面D无论怎样的波，波线始终和波面垂直无论怎样的波，波线始终和波面垂直南溪一中自学检测：B2、一列波从一种介质进入另一种介质时、一列波从一种介质进入另一种介质时()A只有频率发生变化只有频率发生变化B只有波长发生变化只有波长发生变化C频率和波长都发生变化频率和波长都发生变化D波长和传播速度都发生变化波长和传播速度都发生变化南溪一中自学检测：D3、如图所示，是一列机械波从一种介质进、如图所示，是一列机械波从一种介质进入另一种介质发生的现象，已知波在介质入另

7、一种介质发生的现象，已知波在介质1中的波速为中的波速为v1，入射波线与界面的夹角为，入射波线与界面的夹角为30，波在介质，波在介质2中的波速为中的波速为v2，折射波线，折射波线与法线的夹角为与法线的夹角为45，则，则v1 ： v2为多少？为多少？ 南溪一中自学检测：讨论交流：问题问题1：如何理解惠更斯原理：如何理解惠更斯原理 南溪一中讨论交流：问题问题2：如何利用惠更斯作图法得到波的反射定律：如何利用惠更斯作图法得到波的反射定律 南溪一中讨论交流：问题问题3：波的折射定律是什么：波的折射定律是什么 南溪一中rivvsinsin21例题讲解：南溪一中【经典案例经典案例】一列平面波朝着两种介质的界

8、面传一列平面波朝着两种介质的界面传播，如图所示，播，如图所示，A1A2是它在介质是它在介质中的一个波面，中的一个波面，A1C1和和A2C2是它的两条波线，其入射角为是它的两条波线，其入射角为53(sin53取取0.8)C1和和C2位于两种介质的界面位于两种介质的界面上上B1B2是这列平面波进入介质是这列平面波进入介质后的一个波后的一个波面已知面已知A1A2的长度为的长度为0.6 m，介质，介质和介质和介质中中的波速之比为的波速之比为4：3，问：，问：A1C1B1与与A2C2B2的长度的长度相差多少？相差多少？经典案例：南溪一中课堂练习：南溪一中1、如图中、如图中1、2、3分别代表入射波、反射波

9、、折分别代表入射波、反射波、折 射波的波线，则射波的波线，则()A2与与1的波长、频率相等，波速不等的波长、频率相等，波速不等B2与与1的波速、频率相等，波长不等的波速、频率相等，波长不等C3与与1的波速、频率、波长均相等的波速、频率、波长均相等D3与与1的频率相等，波速、波长均不等的频率相等，波速、波长均不等 D课堂练习：南溪一中2、如图所示，某列波以、如图所示，某列波以60的入射角由甲介质射的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时产生反射和折射，若反射到乙介质的界面上同时产生反射和折射，若反射波的波线与折射波的波线的夹角为波的波线与折射波的波线的夹角为90，此波在，此波在乙介质中的波速为乙介

10、质中的波速为1.2105 km/s，(1)该波的折射角为该波的折射角为_(2)该波在甲介质中的传播速度为多少？该波在甲介质中的传播速度为多少？课堂练习：南溪一中3、某物体发出的声音在空气中的波长为、某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波，波速速340 m/s，在海水中的波长为，在海水中的波长为4.5 m.(1)该波的频率为该波的频率为_ Hz，在海水中的波速为，在海水中的波速为_ m/s.(2)若物体在海面上发出的声音经若物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声，听到回声，则海水深为多少？则海水深为多少？(3)若物体以若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则经的速度由海面向海底运动，

11、则经过多长时间听到回声？过多长时间听到回声？课堂小结：南溪一中1惠更斯原理：介质中波前上的各点，都可以看惠更斯原理：介质中波前上的各点，都可以看做一个新的做一个新的_，并发出子波，其后这，并发出子波，其后这些子波的包络面就是新的些子波的包络面就是新的_波源(子波源)波面2波的反射定律：当波传播到两种介质的交界处波的反射定律：当波传播到两种介质的交界处发生反射时，发生反射时，_、 _、 _在同在同一平面内，入射线与反射线分别位于一平面内，入射线与反射线分别位于_的两侧的两侧，而且入射角，而且入射角_反射角；反射波的波长、频率反射角；反射波的波长、频率和波速都与入射波和波速都与入射波_ 入射线法线反射线法线等于相同课堂小结：南溪一中3波的折射定律：波从第一种介质进入第二种介波的折射定律：波从第一种介质进入第二种介质分界面处会