物理选修3-4沪科版2.3惠更斯原理-波的反射与折射课件. (2).ppt

物理物理选修修3-4沪科版沪科版2.3惠更斯原理惠更斯原理-波的反射与折射波的反射与折射课件件.第四节第四节 惠更斯原理惠更斯原理 波的反射与折射波的反射与折射演示水波槽实验一，教材演示水波槽实验一，教材P32观察与思考观察与思考一一.波动中的几个概念波动中的几个概念1.波面：波面：从波源发出的波经过同一传播时间而到达的各从波源发出的波经过同一传播时间而到达的各点所组成的面，叫做波面。点所组成的面，叫做波面。平平 面面 波波3.波线：波线：从波源发出沿着波的传播方向画出的带箭头的从波源发出沿着波的传播方向画出的带箭头的线称为波线，它表示波动的传播方向。波线与波前垂线称为波线，它表示波动的传播方向。波线与波前垂直。直。t 时刻时刻的波前的波前t+t 时刻时刻的波前的波前最前面的波面叫做波前。最前面的波面叫做波前。2.波前：波前：圆圆 形形 波波O波面波线波面波线波面和波线的关系：波面和波线的关系：垂直垂直 （类似电场线与等势面的关系）（类似电场线与等势面的关系）演示水波槽实验二，教材演示水波槽实验二，教材P32观察与思考观察与思考二二.惠更斯原理惠更斯原理 内容：介质中任意波面上的各点都可看作发射子波内容：介质中任意波面上的各点都可看作发射子波的波源。其后任意时刻的波源。其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络这些子波在波前进方向的包络面（拿布去包裹形成的面）是新的波面。面（拿布去包裹形成的面）是新的波面。克里斯蒂安克里斯蒂安惠更斯惠更斯 (Christian Huygens(Christian Huygens，162916291695)1695)荷兰物理学家、数学家、天文学家。荷兰物理学家、数学家、天文学家。16291629年出生年出生于海牙。于海牙。16551655年获得法学博士学位。年获得法学博士学位。16631663年成为伦敦皇年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员。克里斯蒂安家学会的第一位外国会员。克里斯蒂安惠更斯是与牛惠更斯是与牛顿同一时代的科学家，是历史上最著名的物理学家之一，顿同一时代的科学家，是历史上最著名的物理学家之一，他对力学和光学的研究都有杰出的贡献，在数学和天文他对力学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。拓者。.t 时刻的波面（波前）时刻的波面（波前）t+t时刻的波面（波前）时刻的波面（波前）子波波源子波波源tv平面波的惠更斯原理解释平面波的惠更斯原理解释确定下一时刻球面波的波面确定下一时刻球面波的波面.子波波源子波波源t+t时刻时刻的波面的波面t 时刻时刻的波面的波面tv三三.波的反射波的反射 反射角反射角ii：反射波的波线与平面法线的夹角。：反射波的波线与平面法线的夹角。入射角入射角i i：入射波的波线与平面法线的夹角。：入射波的波线与平面法线的夹角。波在传播的过程中，遇到两种介质的分界面时返回到波在传播的过程中，遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象。原介质继续传播的现象。法线法线平面平面 规律（与光的反射定律相同）：规律（与光的反射定律相同）：1 1、入射线、法线、反射线在同一平面内，入射角、入射线、法线、反射线在同一平面内，入射角等于反射角；等于反射角；2 2、反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。、反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。演示水波槽实验三演示水波槽实验三 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B点，点，A A点发射的子波到达点发射的子波到达AA点点。同种介质，波速不变。同种介质，波速不变。波的反射定律证明：波的反射定律证明：ABacbacb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证毕证毕AB界面界面介质介质I I介质介质IIII四四.波的折射波的折射 折射角（折射角（r）：）：折射波的波线与法线的夹角折射波的波线与法线的夹角波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了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。改变的现象。法线法线折射定律：折射定律：入射线、法线、折射线共面，入射线与折射线分入射线、法线、折射线共面，入射线与折射线分居法线两侧入射角、折射角的正弦比等于波在居法线两侧入射角、折射角的正弦比等于波在第一种介质和第二种介质中的速度比。第一种介质和第二种介质中的速度比。折射的原因：波在不同介质中速度不同折射的原因：波在不同介质中速度不同 由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点 经t后，B点发射的子波到达界面处D点，A点的到达C点，证毕证毕波的折射定律证明：波的折射定律证明：1.1.当入射速度大于折射速度时，折射波线靠拢当入射速度大于折射速度时，折射波线靠拢法线；当入射速度小于折射速度时，折射波线法线；当入射速度小于折射速度时，折射波线远离法线；远离法线；2.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例；折射中的特例；3.在波的折射中，波的频率不改变，波速、在波的折射中，波的频率不改变，波速、波长都发生改变。波长都发生改变。注意：注意：猜想：波的反射、折射与光遵守同样的规律，猜想：波的反射、折射与光遵守同样的规律，那光是波或波是光呢？那光是波或波是光呢？1.一列声波在空气中的波长为一列声波在空气中的波长为25cm，传播速度为，传播速度为340m/s，这列声波传入另一种介质中时，波长变为，这列声波传入另一种介质中时，波长变为80cm，它在这种介质中传播速度是多少？它在这种介质中传播速度是多少？1088m/s2.一列声以一列声以60的入射角入射到两种介质的界面上，反的入射角入射到两种介质的界面上，反射波刚好跟折射波垂直，若入射波的波长为射波刚好跟折射波垂直，若入射波的波长为0.6m，求折，求折射波的波长和反射波的波长？射波的波长和反射波的波长？3.关于关于对对惠更斯原理的理解，下列惠更斯原理的理解，下列说说法正确的是法正确的是()A同一波面上的各同一波面上的各质质点振点振动动情况完全相同情况完全相同B同一振源的不同波面上的同一振源的不同波面上的质质点的振点的振动动情况可能相同情况可能相同C球面波的波面是以波源球面波的波面是以波源为为中心的一个个球面中心的一个个球面D无无论论怎怎样样的波，波的波，波线线始始终终和波面垂直和波面垂直答案：答案：ABCD作业：作业：1.教材教材P35练习与评价，发展空间；练习与评价，发展空间；2.三维设计。三维设计。半期复习！复习！半期复习！复习！特特别别提提醒醒：人人耳耳能能将将原原声声和和回回声声(反反射射回回来来的的声声音音)区区分分开的最小开的最小时间间时间间隔隔为为0.1 s.如图甲所示是在高速公路上用超声波速度仪测量车速的示如图甲所示是在高速公路上用超声波速度仪测量车速的示意图，测速仪固定并正对被测物发出和接收超声波脉冲信意图，测速仪固定并正对被测物发出和接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号的时间差，测出被测物体的号，根据发出和接收到的信号的时间差，测出被测物体的速度图乙是测量仪记录脉冲信号得到的纸带，速度图乙是测量仪记录脉冲信号得到的纸带，p1、p2表表示测速仪发出的超声波信号，示测速仪发出的超声波信号，n1、n2表示表示p1、p2经汽车反经汽车反射回来的信号设记录时纸带匀速移动，射回来的信号设记录时纸带匀速移动，p1、p2之间的时之间的时间间隔间间隔t1.0 s，超声波在空气中传播的速度是，超声波在空气中传播的速度是v340 m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图乙可知，汽车在接，若汽车是匀速行驶的，则根据图乙可知，汽车在接收到收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是多少？汽两个信号之间的时间内前进的距离是多少？汽车的速度是多大？车的速度是多大？【思思路路点点拨拨】超超声声波波遇遇到到障障碍碍物物会会反反射射回回来来从从发发出出超超声声波波到到收收到到超超声声波波的的时时间间就就是是波波来来回回运运动动的的时时间间，而而中中间间时时刻就是跟物体相遇的刻就是跟物体相遇的时时刻刻【答案答案】17 m17.9 m/s汇报结束谢谢大家!请各位批评指正