高中物理 12.6惠更斯原理课件 新人教版选修3-4课件

1、知识与技能知识与技能1知道波传播到两种介质交界面时，会发生反射和知道波传播到两种介质交界面时，会发生反射和折射。折射。2知道波发生反射时，反射角等于入射角，反射波知道波发生反射时，反射角等于入射角，反射波的频率、波速和波长都与入射波相同。的频率、波速和波长都与入射波相同。3知道波发生折射是由于波在不同的介质中速度不知道波发生折射是由于波在不同的介质中速度不同和折射角与入射角的关系。同和折射角与入射角的关系。4掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理解释波的反掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理解释波的反射和折射现象。射和折射现象。5了解波面和波线的概念。了解波面和波线的概念。过程与方法过程与方法1在已学过

2、的回声和声音反射与折射的基础上，进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。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。生感受知识的兴趣。情感、态度与价值观情感、态度与价值观1培养学生怎样理解和学习抽象概念。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。培养学生由现象结论现象的思维模式。1.假设水面有一个波源，水波向四周传开。任何振动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状态相同的点都组成了一个个圆。我们把

3、这些圆叫做一个个个_，而与波面垂直的那些线代表了波的，而与波面垂直的那些线代表了波的_，叫做叫做_。2惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的看做发射子波的_，其后任意时刻，这些子波在波，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是前进方向的包络面就是_。3由惠更斯原理我们可推得，在波的反射中，反射由惠更斯原理我们可推得，在波的反射中，反射角角_入射角。入射角。答案：答案：1波面传播方向波线波面传播方向波线2波源新的波面波源新的波面3等于等于(1)波面波面波源引起的振动在介质中向各个方向传播，如果把某波源引起的振动在介质中向各个方向传

4、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。叫做波面。例如：球面波：波阵面是以波源为球心的一个个球例如：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。面，波线是这些球面的半径，这种波为球面波。平面波：波面是平面的波为平面波。平面波：波面是平面的波为平面波。知识点知识点1 波面和波线波面和波线(2)波线波线用来表示波的传播方向，在各向同性介质中波线与波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。面垂直。(3)波面与波线的关系波面与波线的关系注意：注意：无论是球面波，还是平面波

5、，同一波面上的各无论是球面波，还是平面波，同一波面上的各质点振动情况完全相同。质点振动情况完全相同。介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波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：是新的波面。例如：知识点知识点2 惠更斯原理惠更斯原理注意：注意：惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的强度。波的强度。【例例1】下列说法正确的是下列说法正确的是()A波在介质中传播过程中，振动相同的点连接起来波在介质中传播过程中，振动相同的点

6、连接起来组成的面就叫做波面组成的面就叫做波面B波线是用来表示波的传播方向的，波线与波面总波线是用来表示波的传播方向的，波线与波面总是垂直的是垂直的C无论是球面波，还是平面波，同一波面上各质点无论是球面波，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，就是新的波面新的波面【答案答案】B、C、D【解析解析】振动相同的质点在同一时刻组成的面，叫做振动相同的质点在同一时刻组成的面，叫做波面，故波面，故A错

7、；波线表示波的传播方向，在同一种介质中错；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，故的波面垂直，故B对；波面是同一时刻各质点连线组成的，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

8、一个面，就形成新的波面，故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。均正确。【思维点悟思维点悟】本题考查了波面、波线的定义及两者之本题考查了波面、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。这些比较抽象的概念。对应练习对应练习1对于平面波，波面与波线对于平面波，波面与波线_；对于球面波，；对于球面波，波面是以波面是以_为球心的球面，波线沿球面的为球心的球面，波线沿球面的_方向。介质中任一波面上的各点，都可以看做方向。介质中任一波面上的各点，都可以看做_。答案：答案：垂直波源半径发射子

9、波的波源垂直波源半径发射子波的波源知识点知识点3 波的反射波的反射(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。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，如图入射角：入射波线与法线的夹角，如图1261中所中所示的示的。反射角：反射波线与法线的夹角，如图反射角：反射波线与法线的夹角，如图1261中所中所示的示的。(2)反射定律反射定律反射波线，入射波线和法线在同一平面内；反射波线，入射波线和法线在同一平面内；反射波线与入射波线分居法线两侧；反射波线与入射波线分居法线两侧；反射角等于入射角，即反射角等于

10、入射角，即。注意：注意：在反射现象中，反射波的波长、频率和波速都在反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的完全相同。跟入射波的完全相同。【例例2】用惠更斯原理证明平面波的反射定律。用惠更斯原理证明平面波的反射定律。【证明证明】如图如图1262所示所示a、b、c是入射波的波线，是入射波的波线，a、b、c是反射波的波线。是反射波的波线。AB、AB分别是入射波中分别是入射波中abc包络成的、反射波中包络成的、反射波中abc包络成的波面。包络成的波面。由于波从由于波从B传播到传播到B所用的时间与波从所用的时间与波从A传播到传播到A所用所用的时间是一样的。而波在同种介质中的波速相同，故的时间是一

11、样的。而波在同种介质中的波速相同，故BBAA。AB、AB分别与入射波线、反射波线垂直，分别与入射波线、反射波线垂直，故直角故直角ABB BAA，所以，所以AABBBA。入射角入射角i和反射角和反射角i分别为分别为BBA和和AAB的余角，的余角，所以所以ii。也就是说，在波的反射中，反射角等于入射角。也就是说，在波的反射中，反射角等于入射角。【思维点悟思维点悟】波在传播过程中，在同一均匀介质中不波在传播过程中，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。络面的时间是一样的。知识点知识点4 波的折射波的折

12、射 (1)定义：波传播到两种不同的可传播波的介质界面时，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。象叫波的折射。入射角：入射波线与法线间的夹角，如图入射角：入射波线与法线间的夹角，如图1263所所示中示中1。折射角：折射波线与法线间的夹角，如图折射角：折射波线与法线间的夹角，如图1263所所示中示中2。【例例3】某列波以某列波以60的入射角从甲介质射到乙介质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的界面上同时发生反射和折射，若反射线与折射线成90

13、角，波在乙介质中的波速为角，波在乙介质中的波速为1.2105 km/s，求波在甲介质，求波在甲介质中的速度是多少？中的速度是多少？1.折射定律的推导与结论折射定律的推导与结论2入射波、反射波、折射波的波速、波长、频率的入射波、反射波、折射波的波速、波长、频率的关系关系(1)反射波的波长、频率、波速都与入射波相同。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，波速、波长都折射波的频率与入射波的频率相同，波速、波长都不相同。不相同。【例例4】如图如图1266所示是一列机械波从一种介质所示是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象，已知波在介质进入另一种介质中发生的现象，已知波在介质中的波速中的波速为为v1，波在介质，波在介质中的波速为中的波速为v2，则，则v1：v2为为()【答案】【答案】C回音壁的原理回音壁的原理北京天坛公园的回音壁北京天坛公园的回音壁(如图如图1267甲所示甲所示)就是利就是利用了声波反射的道理。回音壁是明代修建的，已有用了声波