高中物理课件惠更斯原理

1、第第十十二二章章第第6节节新知预新知预习习巧设计巧设计名师课名师课堂堂一点通一点通创新演创新演练练大冲关大冲关 随堂检测随堂检测归纳小结归纳小结 课下作业课下作业综合提升综合提升 要点一要点一要点二要点二1. 知道什么是波面、波线，知道它们间知道什么是波面、波线，知道它们间 的关系。的关系。2. 理解惠更斯原理，会用惠更斯原理解理解惠更斯原理，会用惠更斯原理解 释有关现象。释有关现象。3. 掌握波的反射规律及其简单的应用。掌握波的反射规律及其简单的应用。4. 知道什么是波的折射。知道什么是波的折射。 1波面和波线波面和波线 (1)概念：概念： 波面：在波的传播过程中，某时刻任何振动状态波面：在

2、波的传播过程中，某时刻任何振动状态都都 的介质质点所组成的面，也叫的介质质点所组成的面，也叫 。 波线：指与波面波线：指与波面 的那些线，代表了波的的那些线，代表了波的 。如图。如图1261所示。所示。 图图1261相同相同波面波面垂直垂直传播传播方向方向 (2)波的分类：波的分类： 球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以 为球为球心的一个个球面，波线就是这些球面的心的一个个球面，波线就是这些球面的 。 平面波：指波面是平面波：指波面是 的波。的波。 2惠更斯原理惠更斯原理 (1)原理：原理： 介质中任一波面上的各点，都可以看做发射介质中任一波面上的各

3、点，都可以看做发射 的波源，的波源，其后任意时刻，这些其后任意时刻，这些 在波前进方向的包络面就是新的波面。在波前进方向的包络面就是新的波面。波源波源半径半径平面平面子波子波子波子波 (2)作用：作用： 如果知道某时刻一列波的某个如果知道某时刻一列波的某个 的位置，还知的位置，还知道道 ，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个 的位的位置，从而确定波的置，从而确定波的 。 只能解释衍射现象中波的传播方向，不能解释波只能解释衍射现象中波的传播方向，不能解释波的的 。无法说明衍射现象与狭缝或障碍物。无法说明衍射现象与狭缝或障碍物 的关系。的关系。 波面波面波速波速波

4、面波面传播方向传播方向强度强度大小大小(3)应用惠更斯原理解释波的现象的步骤：应用惠更斯原理解释波的现象的步骤：确定一列波某时刻一个波面的位置；确定一列波某时刻一个波面的位置；在波面上取两点或多个点作为子波的波源；在波面上取两点或多个点作为子波的波源；选一段时间选一段时间t；根据波速确定根据波速确定t时间后子波波面的位置；时间后子波波面的位置；确定子波在波前进方向上的包络面，即为新的波面；确定子波在波前进方向上的包络面，即为新的波面；由新的波面可确定波线及其方向。由新的波面可确定波线及其方向。 3波的反射和折射波的反射和折射 (1)反射现象：波遇到介质界面会反射现象：波遇到介质界面会 继续传播

5、的继续传播的现象。现象。 (2)反射角和入射角：反射角和入射角：返回来返回来 入射角：入射波的入射角：入射波的 与界面与界面 的夹角，如图的夹角，如图1262中中i； 反射角：反射波的反射角：反射波的 与界面与界面 的夹角，如图的夹角，如图1262中中i；图图1262波线波线法线法线波线波线法线法线 (3)折射现象：波从一种介质折射现象：波从一种介质 另另一种介质时，波的一种介质时，波的 方向发生改变的方向发生改变的现象。如图现象。如图1263所示。所示。图图1263射入射入传播传播1下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是 ()A只有平面波的波面才与波线垂直只有平面波的波面才与波线垂直B任何

6、波的波线与波面都相互垂直任何波的波线与波面都相互垂直C任何波的波线都表示波的传播方向任何波的波线都表示波的传播方向D有些波的波面表示波的传播方向有些波的波面表示波的传播方向解析：解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项直，选项A错误，选项错误，选项B正确；只有波线才表示波的传正确；只有波线才表示波的传播方向，选项播方向，选项C正确，正确，D错误。错误。答案：答案：AD2下列现象哪些是利用波的反射的下列现象哪些是利用波的反射的 ()手扶耳旁听远处的人说话手扶耳旁听远处的人说话医生给病人做超声波检查医生给病人做超声波检查雷达的工作原理雷达的

7、工作原理潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况A BC D解析：解析：手扶耳旁听远处的人说话是利用了声波的反射；手扶耳旁听远处的人说话是利用了声波的反射；超声波检查身体、潜艇中的声呐都是利用了超声波的反超声波检查身体、潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射；雷达则是利用了电磁波的反射。射；雷达则是利用了电磁波的反射。答案：答案：D3关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是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同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能

8、相同C球面波的波面是以波源为中心的一个个球面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无论怎样的波，波线始终和波面垂直解析：解析：任何振动状态相同的点都组成一个个波面，故任何振动状态相同的点都组成一个个波面，故A正确，正确，B错误；球面波的波面是以波源为球心的一个个错误；球面波的波面是以波源为球心的一个个球面，故球面，故C正确；由波线的定义知，波线与波面垂直，正确；由波线的定义知，波线与波面垂直，D正确。正确。答案：答案：ACD4图图1264为直线波的反射情形，已知为直线波的反射情形，已知 A30，则下列说法错误的是，则下列说法错误的是()AB30BC90C入射波

9、前进方向与障碍物之间夹角为入射波前进方向与障碍物之间夹角为60D反射波前进方向与障碍物之间夹角为反射波前进方向与障碍物之间夹角为60图图1264解析：解析：由题图可知由题图可知A30，则入射角为，则入射角为30，则反射，则反射角也为角也为30，B30，则，则C120，A正确，正确，B错误；错误；入射波前进方向与障碍物之间夹角即入射波的波线与障碍入射波前进方向与障碍物之间夹角即入射波的波线与障碍物的夹角为物的夹角为60，反射波前进方向与障碍物之间夹角也为，反射波前进方向与障碍物之间夹角也为60，C、D正确。正确。答案：答案：B 2超声波定位超声波定位 蝙蝠、海豚能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕

10、食目标蝙蝠、海豚能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来。蝙蝠、海豚就是根据接收到反射回来的超声时会被反射回来。蝙蝠、海豚就是根据接收到反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向。波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向。 名师点睛名师点睛 (1)波在同一均匀介质中传播可以看成匀速直线运动，其规波在同一均匀介质中传播可以看成匀速直线运动，其规律可以利用匀速直线运动的规律进行分析。律可以利用匀速直线运动的规律进行分析。 (2)反射波的波长、频率、波速跟入射波的相同。反射波的波长、频率、波速跟入射波的相同。 1有一辆汽车以有一辆汽车以15 m/s的速度

11、匀速行驶，在其正的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，此后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？时汽车距山崖的距离有多远？(v声声340 m/s) 审题指导审题指导 (1)时间时间“2 s”是汽车鸣笛后到声音返回的总时间。是汽车鸣笛后到声音返回的总时间。 (2)区别声波传播方向与汽车速度方向间的关系。区别声波传播方向与汽车速度方向间的关系。答案答案325 m 求解回声测距问题的技巧：求解回声测距问题的技巧： (1)求解反射波的波速是解题的基础。若入射波和反射波求解反射波的波速是解题的基础。若入射波和反射波在同一种均匀介质中传播，则反

12、射波的波速与入射波相同。在同一种均匀介质中传播，则反射波的波速与入射波相同。 (2)正确画出声波及物体运动过程的几何关系图是解题的正确画出声波及物体运动过程的几何关系图是解题的突破口。突破口。 (3)由由svt求得声波及物体运动的距离并列出几何关系求得声波及物体运动的距离并列出几何关系方程是解题的关键。方程是解题的关键。 (1)波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射和折波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象，一些物理量相应发生了变化，比较如下：射现象，一些物理量相应发生了变化，比较如下：波现象波现象比较项比较项波的反射波的反射波的折射波的折射传播方向传播方向改变，改变， 反反入入

13、改变，改变， 折折入入频率频率f不变不变不变不变波速波速v不变不变改变改变波长波长不变不变改变改变 (2)两点说明：两点说明： 频率频率f由波源决定，故无论是反射波还是折射波都与入由波源决定，故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率即波源的振动频率相同。射波的频率即波源的振动频率相同。 波速波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；而折射波与入射波在不同介质中传播，所播，故波速不变；而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化。以波速变化。 名师点睛名师点睛 (1)波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同波在两种介质的界面上

14、发生折射的原因是波在不同介质中的传播速度不同。介质中的传播速度不同。 (2)对于入射角为零的特殊现象，折射角也为零，即沿原对于入射角为零的特殊现象，折射角也为零，即沿原方向传播，但介质发生了变化，其波长和波速也相应发生变方向传播，但介质发生了变化，其波长和波速也相应发生变化。化。 2一列波从空气传入水中，已知水中声波的速度较大，一列波从空气传入水中，已知水中声波的速度较大，则则() A声波频率不变，波长变小声波频率不变，波长变小 B声波频率不变，波长变大声波频率不变，波长变大 C声波频率变小，波长变大声波频率变小，波长变大 D声波频率变大，波长不变声波频率变大，波长不变审题指导审题指导(1)在折射现象中，波的频率不变。在折射现象中，波的频率不变。(2)由由v/f确定波长的变化规律。确定波长的变化规律。解析解析由于波的频率由波源决定，因此波无论在空由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变，故气中还是在水中频率都不变，故C、D错。又因波在水中速错。又因波在水中速度较大，由公式度较大，由公式vf可得，波在水中的波长变大，故可得，波在水中的波长变大，