波的反射和折射-惠更斯原理优秀PPT.ppt

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1、波的反射和折射波的反射和折射-惠更斯原惠更斯原理理你现在浏览的是第一页，共15页波面和波线波面和波线波面和波线波面和波线波的反射波的反射波的反射波的反射惠更斯原理惠更斯原理惠更斯原理惠更斯原理波的折射波的折射波的折射波的折射波面波面波面波面：从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所组成的面叫做波面。组成的面叫做波面。组成的面叫做波面。组成的面叫做波面。注意：同一波面上各质点振动状态相同的注意：同一波面上各质点振动状态相同的注意：同一波面上各质点振动状态相同的注

2、意：同一波面上各质点振动状态相同的波前：波前：波前：波前：最前面的波面叫最前面的波面叫最前面的波面叫最前面的波面叫波前波前波前波前波线：波线：波线：波线：表示表示表示表示波的传播方向波的传播方向波的传播方向波的传播方向的，跟各个波面垂直的线的，跟各个波面垂直的线的，跟各个波面垂直的线的，跟各个波面垂直的线特点：波线与波面互相垂直特点：波线与波面互相垂直波波波波在在在在传传传传播播播播过过过过程程程程中中中中所所所所到到到到达达达达的的的的每每每每一一一一点点点点都都都都可可可可以以以以看看看看作作作作是是是是新新新新的的的的波波波波源源源源，从从从从这这这这些些些些点点点点发发发发出出出出球球

3、球球面面面面形形形形状状状状的的的的子子子子波波波波，其其其其后后后后任任任任一一一一时时时时刻刻刻刻这这这这些些些些子子子子波波波波波波波波前的包络面就是新的波前前的包络面就是新的波前前的包络面就是新的波前前的包络面就是新的波前。这就是惠更斯原理。这就是惠更斯原理。这就是惠更斯原理。这就是惠更斯原理内内容容：入入射射线线、法法线线、反反射射线线在在同同一一平平面面内内，入入射射线线与与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。注意：注意：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拆拆射射定定律律：（1）波波在在介介质质中中发

4、发生生折折射射时时，入入射射线线、法法线线、折折射射线线在在同同一一平平面面内内，入入射射线线和和折折射射线线分分别别位于法线两侧（位于法线两侧（2）在波的折射中，频率不变，波速和波长都发生改变。在波的折射中，频率不变，波速和波长都发生改变。你现在浏览的是第二页，共15页(Christian Huygens 1629(Christian Huygens 16291695)1695)1695)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。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年出年出年出年出生于海牙。生于海牙。生于海牙。生于海

5、牙。16551655年获得法学博士学位。年获得法学博士学位。16631663年年年年成成成成为为为为伦伦伦伦敦敦敦敦皇皇皇皇家家家家学学学学会会会会的的的的第第第第一一一一位位位位外外外外国国国国会会会会员员员员。克克克克里里里里斯斯斯斯蒂蒂蒂蒂安安安安惠惠更更斯斯是是与与牛牛顿顿同同一一时时代代的的科科学学家家，是是历历史史上上最最著著名名的的物物理理学学家家之之一一，他他对对力力学学的的发发展展和和光光学学的的研研究究都都有有杰杰出出的的贡贡献献，在在数数学学和和天天文文学学方方面面也也有有卓卓越越的的成成就就，是近代自然科学的一位重要开拓者。是近代自然科学的一位重要开拓者。克里斯蒂安克里

6、斯蒂安惠更斯惠更斯你现在浏览的是第三页，共15页1 1 1 1、波面、波面、波面、波面：从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所组成的面从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所组成的面从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所组成的面从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所组成的面叫做波面。叫做波面。叫做波面。叫做波面。2 2 2 2、波线、波线、波线、波线：用用用用来来来来表表表表示示示示波波波波的的的的传传传传播播播播方方方方向向向向的的的的，跟各个波面垂直的线叫做波线。跟各个波面垂直的线叫做波线。跟各个波面垂直的线叫做波线。跟各个波面垂直的线叫做波线。波面波面波线波线一、几

7、个概念：波面和波线一、几个概念：波面和波线一、几个概念：波面和波线一、几个概念：波面和波线注意：同一波面上各质点振动状态相同的注意：同一波面上各质点振动状态相同的注意：同一波面上各质点振动状态相同的注意：同一波面上各质点振动状态相同的波前：波前：波前：波前：最前面的波面叫最前面的波面叫最前面的波面叫最前面的波面叫波前波前波前波前平面波：平面波：平面波：平面波：波面是平面的波称为波面是平面的波称为波面是平面的波称为波面是平面的波称为平面波平面波平面波平面波圆（球）形波圆（球）形波圆（球）形波圆（球）形波波面是圆（球）形的波称为波面是圆（球）形的波称为波面是圆（球）形的波称为波面是圆（球）形的波称

8、为圆（球）形波圆（球）形波圆（球）形波圆（球）形波特点：波线与波面互相垂直特点：波线与波面互相垂直平面波的波线：平面波的波线：垂直于波面的平行线垂直于波面的平行线圆形波的波线：圆形波的波线：沿着以波源为中心的沿着以波源为中心的半径方向向外的射线半径方向向外的射线你现在浏览的是第四页，共15页l l波波波波在在在在传传传传播播播播过过过过程程程程中中中中所所所所到到到到达达达达的的的的每每每每一一一一点点点点都都都都可可可可以以以以看看看看作作作作是是是是新新新新的的的的波波波波源源源源，从从从从这这这这些些些些点点点点发发发发出出出出球球球球面面面面形形形形状状状状的的的的子子子子波波波波，其

9、其其其后后后后任任任任一一一一时时时时刻刻刻刻这这这这些些些些子子子子波波波波波波波波前的包络面就是新的波前前的包络面就是新的波前前的包络面就是新的波前前的包络面就是新的波前。这就是惠更斯原理。这就是惠更斯原理。这就是惠更斯原理。这就是惠更斯原理二、惠更斯原理二、惠更斯原理平面波的波前球面波的波前t时刻波前时刻波前波源波源子波子波t+t时刻波时刻波前前你现在浏览的是第五页，共15页球面波球面波球面波球面波波源波源.平面波平面波平面波平面波.传传传传播播播播方方方方向向向向t+t+t t 时刻波前时刻波前时刻波前时刻波前t 时刻波前时刻波前传传传传播播播播方方方方向向向向t 时刻波前时刻波前t

10、t+t t 时刻波前时刻波前时刻波前时刻波前v tv t二、惠更斯原理二、惠更斯原理.你现在浏览的是第六页，共15页球面波的波面和波线球面波的波面和波线平面波的波面和波线平面波的波面和波线二、惠更斯原理二、惠更斯原理你现在浏览的是第七页，共15页.子波波源子波波源tv用惠更斯原理确定下一时刻用惠更斯原理确定下一时刻平面波平面波的波面的波面二、惠更斯原理二、惠更斯原理二、惠更斯原理二、惠更斯原理t+t时刻的波面时刻的波面t 时刻的波面时刻的波面 利利利利用用用用惠惠惠惠更更更更斯斯斯斯原原原原理理理理可可可可以以以以由由由由已已已已知知知知的的的的波波波波面面面面通通通通过过过过几几几几何何何何

11、作作作作图图图图方方方方法法法法确确确确定定定定下下下下一一一一时时时时刻刻刻刻的的的的波波波波面面面面，从从从从而而而而确确确确定定定定波波波波的的的的传传传传播播播播方方方方向向向向。例例例例如如如如当当当当波波波波在在在在均均均均匀匀匀匀的的的的各向同性介质中传播时，波面的几何形状总是保持不变的。各向同性介质中传播时，波面的几何形状总是保持不变的。各向同性介质中传播时，波面的几何形状总是保持不变的。各向同性介质中传播时，波面的几何形状总是保持不变的。你现在浏览的是第八页，共15页用惠更斯原理确定下一时刻用惠更斯原理确定下一时刻球面波球面波的波面的波面.子波波源子波波源t+t时刻时刻的波面

12、的波面t 时刻时刻的波面的波面tv二、惠更斯原理二、惠更斯原理二、惠更斯原理二、惠更斯原理你现在浏览的是第九页，共15页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i 叫做叫做反反射角射角。入射角（入射角（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i叫做叫做入射角入射角。反射角（反射角（i）：）：1 1定义：波遇到障碍物会返回来继续定义：波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射传播，这种现象叫做波的反射 法线法线平面平面三、用惠更斯原理解释波的反射三、用惠更斯原理解释波的反射三、用惠更斯原理解释波的反射三、用惠更斯原理解释波的反射你现在浏览的是第十

13、页，共15页 经经 t后，后，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点发射的子点发射的子波到达波到达A点。同种介质，波速不变。点。同种介质，波速不变。ABacbacb由惠更斯原理，由惠更斯原理，AB为波的一个波面为波的一个波面AB三、用惠更斯原理解释波的反射三、用惠更斯原理解释波的反射你现在浏览的是第十一页，共15页内容：内容：入射线、法线、反射线在同入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。两侧，反射角等于入射角。反射定律：反射定律：法线法线平面平面三、用惠更斯原理解释波的反射三、用惠更斯原理解释波的反

14、射注意：注意：1.1.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。2.2.波遇到两种介质界面时，总存在反射。波遇到两种介质界面时，总存在反射。你现在浏览的是第十二页，共15页 生活中波的反射现象的思考1回声是声波的反射现象回声是声波的反射现象 对对着着山山崖崖或或高高墙墙说说话话，声声波波传传到到山山崖崖或或高高墙墙时时，会会被被反射回来继续传播反射回来继续传播 2夏日的雷声轰鸣不绝夏日的雷声轰鸣不绝 声波在云层界面多次反射声波在云层界面多次反射3在空房间里讲话感觉声音响在空房间里讲话感觉声音响 声声波波在在普普通通房房间间里里遇遇到到墙墙壁壁，地地面面，天

15、天花花板板发发生生反反射射时时，由由于于距距离离近近，原原声声与与回回声声几几乎乎同同时时到到达达人人耳耳人人耳耳只只能能分分开开相相差差0.1s以以上上的的声声音音所所以以，在在房房间间里里听听不不到到回回声声，人人在在房房间间里里讲讲话话感感觉觉声声音音比比在在野野外外大大，而而普普通通房房间间里里的的幔幔帐帐、地地毯毯、衣衣物物等等会会吸吸收收声声波波，会会影影响响室室内内的的声声响响效效果果你现在浏览的是第十三页，共15页界面界面介质介质I I介质介质IIII1、定定义义：波波从从一一种种介介质质进进入入另另一一种种介介质质时时，波波的的传传播播方方向向发发生生了了改改变变的的现现象象

16、叫叫做做波的折射波的折射折折射射角角（r）：折折射射波波的的波波线线与与两两介介质质界界面面法线的夹角法线的夹角r叫做叫做折射角折射角。拆射定律：拆射定律：（1）波波在在介介质质中中发发生生折折射射时时，入入射射线线、法法线线、折折射射线线在在同同一一平平面面内内，入入射射线线和和折折射线分别位于法线两侧射线分别位于法线两侧（2）法线法线四、用惠更斯原理解释波的折射当当v1v2时时,i 即折射线偏向法线；即折射线偏向法线；当当v1v2时时,i 即折射线偏离法线；即折射线偏离法线；当垂直界面入射时，当垂直界面入射时，i=0，=0，传播方向不变，但仍发生了折射现象，传播方向不变，但仍发生了折射现象

17、你现在浏览的是第十四页，共15页1.当入射波速度大于折射波速度时，折射角折向法线。当入射波速度大于折射波速度时，折射角折向法线。2.当入射波速度小于折射波速度时，折射角折离法线。当入射波速度小于折射波速度时，折射角折离法线。3.当垂直界面入射时，传播方向不改变，但波速改变。属当垂直界面入射时，传播方向不改变，但波速改变。属折射中的特例。折射中的特例。4.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变。改变。波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同注意：注意：四、用惠更斯原理解释波的折射四、用惠更斯原理解释波的折射你现在浏览的是第十五页，共15页