物理 第二章 机械波 第4讲 惠更斯原理 波的反射与折射 教科版选修34.ppt

《物理 第二章 机械波 第4讲 惠更斯原理 波的反射与折射 教科版选修34.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理 第二章 机械波 第4讲 惠更斯原理 波的反射与折射 教科版选修34.ppt（18页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第4讲惠更斯原理波的反射与折射讲惠更斯原理波的反射与折射 目目标标定定位位 1.知知道道什什么么是是波波面面和和波波线线.2.了了解解惠惠更更斯斯原原理理，会会用用惠惠更更斯斯原原理理解解释释波波的的反反射射与与折折射射现现象象.3.认认识识波波的的反反射射和和折射现象，知道反射定律和折射定律折射现象，知道反射定律和折射定律一、惠更斯原理一、惠更斯原理1内内容容：波波在在传传播播过过程程中中所所到到达达的的每每一一点点都都可可看看做做新新的的_，从从这这些些点点发发出出_形形状状的的子子波波，其其后后任任一一时时刻刻这些子波波前的包络面就是新的这些子波波前的包络面就是新的_2应应用用：根根据

2、据惠惠更更斯斯原原理理，可可以以用用几几何何作作图图的的方方法法，由由已已知知的的某某一一时时刻刻波波前前确确定定下下一一时时刻刻_，从从而而确确定定波波的的传传播播方向方向波源波源 球面球面 波前波前 波前波前 二、波的反射二、波的反射1定定义义：波波在在传传播播的的过过程程中中，遇遇到到两两种种介介质质的的_时时返返回到原介质继续传播的现象叫波的反射回到原介质继续传播的现象叫波的反射2反反射射定定律律：当当波波传传播播到到两两种种介介质质的的交交界界处处发发生生反反射射时时，入入射射线线、法法线线、反反射射线线在在_内内，入入射射线线与与反反射射线线分分别别位位于于_两两侧侧，而而且且反反

3、射射角角_入入射射角角；反反射射波波的的波长、频率和波速都与入射波波长、频率和波速都与入射波_分界面分界面 同一平面同一平面 法线法线 等于等于 相同相同 同一平面同一平面 法线法线 传播速度传播速度 传播速度传播速度 3结论结论(1)当当v1v2时，时，ir，折射线，折射线_法线法线(2)当当v1v2时，时，ir，折射线，折射线_法线法线(3)当当垂垂直直界界面面入入射射(i0)时时，r0，传传播播方方向向不不变变，是是折折射中的特殊情况射中的特殊情况.偏向偏向 偏离偏离 1惠惠更更斯斯原原理理中中，同同一一波波面面上上的的各各点点都都可可以以看看做做子子波波的的波波源源波源的频率与子波波源

4、的频率相等波源的频率与子波波源的频率相等2波线的指向表示波的传播方向波线的指向表示波的传播方向3在各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直在各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直4球球面面波波的的波波线线是是沿沿半半径径方方向向的的直直线线，平平面面波波的的波波线线是是垂垂直直于波面的平行直线于波面的平行直线5利利用用惠惠更更斯斯原原理理可可以以解解释释平平面面波波和和球球面面波波的的传传播播、波波的的衍衍射射、干干涉涉和和折折射射现现象象，但但无无法法说说明明衍衍射射现现象象与与狭狭缝缝或或障障碍碍物的大小关系物的大小关系一、对惠更斯原理的理解一、对惠更斯原理的理解【例例1】(多多选选)关关于于对

5、对惠惠更更斯斯原原理理的的理理解解，下下列列说说法法正正确确的的是是()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同一波面上的各质点振动情况可能不相同同一波面上的各质点振动情况可能不相同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解析析按按照照惠惠更更斯斯原原理理：波波面面是是由由任任意意时时刻刻振振动动情情况况完完全全相相同同的的点点构构成成的的面面，故故A对对，B错错；由由波波面面和和波波线线的的概概念念，不难判定不难判定C、D正确正确答案答案ACD二、波在反

6、射、折射现象中的波长、频率和波速二、波在反射、折射现象中的波长、频率和波速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特特别别提提醒醒(1)频频率率(f)由由波波源源决决定定，故故无无论论是是反反射射波波还还是是折折射射波波都都与与入入射射波波的的频频率率相相等等，即即与与波波源源的的振振动动频频率率相相同同(2)波波速速(v)由由介介质质决决定定，故故反反射射波波与与入入射射波波在在同同一一介介质质中中传传播播，波波速速不不变变，折折射射波波与与入入射射波波

7、在在不不同同介介质质中中传传播播，波波速变化速变化(3)据据vf知知，波波长长与与波波速速和和频频率率有有关关，反反射射波波与与入入射射波波，频频率率同同，波波速速同同，故故波波长长相相同同，折折射射波波与与入入射射波波在在不不同同介介质中传播，频率同，波速不同，故波长不同质中传播，频率同，波速不同，故波长不同解解析析反反射射波波的的波波长长、频频率率、波波速速与与入入射射波波都都应应该该相相等等，故故A、B错错；折折射射波波的的波波长长、波波速速与与入入射射波波都都不不等等，但但频频率率相等，故相等，故C错，错，D正确正确答案答案D针针对对训训练练同同一一音音叉叉发发出出的的声声波波同同时时

8、在在水水和和空空气气中中传传播播，某某时时刻的波形曲线如图刻的波形曲线如图2所示以下说法正确的是所示以下说法正确的是()图图 2A声波在水中波长较大，声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线是水中声波的波形曲线B声波在空气中波长较大，声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线是空气中声波的波形曲线C水中质点振动频率较高，水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线是水中声波的波形曲线D空气中质点振动频率较高，空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线是空气中声波的波形曲线解解析析波波的的频频率率取取决决于于波波源源的的振振动动频频率率，与与介介质质无无关关，故故同同一一音音叉叉发发

9、出出的的声声波波在在水水中中与与在在空空气气中中传传播播时时频频率率相相同同但但机机械械波波在在介介质质中中传传播播的的速速度度只只取取决决于于介介质质性性质质，与与波波的的频频率率无无关关，声声波波在在水水中中传传播播的的速速度度大大于于在在空空气气中中传传播播的的速速度度由由vf知知，声声波波在在水水中中的的波波长长应应较较大大，对对应应于于题题图图中中波形曲线波形曲线b，故只有，故只有A正确正确答案答案A三、反射现象的应用三、反射现象的应用2超超声声波波定定位位：蝙蝙蝠蝠能能发发出出超超声声波波，超超声声波波遇遇到到障障碍碍物物或或捕捕食食目目标标时时会会被被反反射射回回来来，蝙蝙蝠蝠就就依依据据接接收收到到的的反反射射回回来来的的超超声声波波来来确确定定障障碍碍物物或或目目标标位位置置，从从而而确确定定飞飞行行方方向向另另外海豚、雷达也是利用波的反射来定位和测速的外海豚、雷达也是利用波的反射来定位和测速的【例例3】有有一一辆辆汽汽车车以以15 m/s/s的的速速度度匀匀速速行行驶驶，在在其其正正前前方方有有一一陡陡峭峭山山崖崖，汽汽车车鸣鸣笛笛2 2 s s后后司司机机听听到到回回声声，司司机机听听到到回回声时汽车距山崖的距离多远？声时汽车距山崖的距离多远？(v v声声340 340 m/m/s)