《新设计物理教科选修3-4课件：第二章 机械波 第4讲》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新设计物理教科选修3-4课件：第二章 机械波 第4讲（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4讲讲 惠更斯原理 波的反射与折射 目标定位 1 知道什么是波面和波线 2 了解惠更斯 原理 会用惠更斯原理解释波的反射与折射现象 3 认 识波的反射和折射现象 知道反射定律和折射定律 一 惠更斯原理 1 内容 波在传播过程中所到达的每一点都可看做 新的 从这些点发出 形状的子波 其 后任一时刻这些子波波前的包络面就是新的 2 应用 根据惠更斯原理 可以用几何作图的方法 由已知的某一时刻波前确定下一时刻 从 而确定波的传播方向 波源 球面 波前 波前 二 波的反射 1 定义 波在传播的过程中 遇到两种介质的 时返回到原介质继续传播的现象叫波的反 射 2 反射定律 当波传播到两种介质的交界处发
2、生反 射时 入射线 法线 反射线在 内 入 射线与反射线分别位于 两侧 而且反射角 入射角 反射波的波长 频率和波速都与入 射波 分界面 同一平面 法线 等于 相同 同一平面 法线 传播速度 传播速度 3 结论 1 当v1 v2时 i r 折射线 法线 2 当v1 v2时 i r 折射线 法线 3 当垂直界面入射 i 0 时 r 0 传播方向不 变 是折射中的特殊情况 偏向 偏离 1 惠更斯原理中 同一波面上的各点都可以看做子 波的波源 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 3 在各向同性均匀介质中 波线恒与波面垂直 4 球面波的波线是沿半径方向的直线 平面波的波 线
3、是垂直于波面的平行直线 5 利用惠更斯原理可以解释平面波和球面波的传播 波的衍射 干涉和折射现象 但无法说明衍射现 象与狭缝或障碍物的大小关系 一 对惠更斯原理的理解 例1 多选 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 B 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 D 无论怎样的波 波线始终和波面垂直 解析 按照惠更斯原理 波面是由任意时刻振 动情况完全相同的点构成的面 故A对 B错 由波 面和波线的概念 不难判定C D正确 答案 ACD 二 波在反射 折射现象中的波长 频率和波速 波现象 比较项 波的反射波的
4、折射 传播方向改变 反 入改变 折 入 频率f不变不变 波速v 不变改变 波长 不变改变 特别提醒 1 频率 f 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相等 即与波源 的振动频率相同 2 波速 v 由介质决定 故反射波与入射波在同 一介质中传播 波速不变 折射波与入射波在不同 介质中传播 波速变化 3 据v f知 波长 与波速和频率有关 反射 波与入射波 频率同 波速同 故波长相同 折射 波与入射波在不同介质中传播 频率同 波速不同 故波长不同 解析 反射波的波长 频率 波速与入射波都应该 相等 故A B错 折射波的波长 波速与入射波都 不等 但频率相等 故C错 D正确 答案
5、D 针对训练 同一音叉发出的声波同时在水和空气中 传播 某时刻的波形曲线如图2所示 以下说法正确 的是 图 2 A 声波在水中波长较大 b是水中声波的波形 曲线 B 声波在空气中波长较大 b是空气中声波的 波形曲线 C 水中质点振动频率较高 a是水中声波的波 形曲线 D 空气中质点振动频率较高 a是空气中声波 的波形曲线 解析 波的频率取决于波源的振动频率 与介质无 关 故同一音叉发出的声波在水中与在空气中传播 时频率相同 但机械波在介质中传播的速度只取决 于介质性质 与波的频率无关 声波在水中传播的 速度大于在空气中传播的速度 由v f知 声波在 水中的波长应较大 对应于题图中波形曲线b 故只 有A正确 答案 A 三 反射现象的应用 2 超声波定位 蝙蝠能发出超声波 超声波遇到障 碍物或捕食目标时会被反射回来 蝙蝠就依据接收 到的反射回来的超声波来确定障碍物或目标位置 从而确定飞行方向 另外海豚 雷达也是利用波的 反射来定位和测速的 例3 有一辆汽车以15 m s的速度匀速行驶 在 其正前方有一陡峭山崖 汽车鸣笛2 s后司机听到回 声 司机听到回声时汽车距山崖的距离多远 v声 340 m s
