《2017-2018学年同步备课套餐之物理沪科版选修3-4课件：第2章机械波 2.4 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年同步备课套餐之物理沪科版选修3-4课件：第2章机械波 2.4 （28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章,2.4 惠更斯原理 波的反射与折射,学习目标 1.知道什么是波面和波线. 2.了解惠更斯原理，了解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.,内容索引,自主预习梳理, 重点知识探究, 当堂达标检测,自主预习梳理,1.惠更斯原理：介质中波前上的各点，都可以看作是一个 (子波源)，并发出 ；其后，这些子波的 就是新的波面. 2.波的反射定律：当波传播到两种介质的分界面处发生反射，入射波的波线、法线、反射波的波线在 内，入射波的波线与反射波的波线分别位于 的两侧，而且反射角 入射角. 3.波在介质中发生折射时，入射波的波线、法线以及折射波的波线
2、在_内，入射波的波线与折射波的波线分别位于 的两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，等于波在第一种介质中的 跟波在第二种介质中的 之比，即,新的波源,子波,包络面,等于,法线,同一平面,同一平面,法线,波速,波速,重点知识探究,一、惠更斯原理,把一颗石子投到平静的池塘里，会激起一圈圈起伏不平的水面波向周围传播，你知道向四面八方传播的波峰(波谷)为什么组成一个个的圆形吗？,答案,答案 因为水波由波源向周围传开，由于向各个方向的波速都一样，所以向四面八方传播的波峰(波谷)组成一个个的圆形.,1.波面和波线 (1)波面：波在介质中传播时，任一时刻介质振动步调相同的点的包络面叫做波面.最前面的波面又叫
3、波前，波面是平面的波叫做平面波，波面是球面的波叫做球面波. (2)波线：垂直于波面并指向波传播方向 的直线叫做波线，如图1所示为球面波的 波面与波线示意图.,图1,2.惠更斯原理 (1)内容：介质中波前上的各点，都可以看作是一个新的波源(子波源)，并发出子波；其后，这些子波的包络面就是新的波面.这就是惠更斯原理. (2)作用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理就可以得到下一时刻这个波面的位置，从而确定波的传播方向.,例1 下列说法中正确的是 A.根据惠更斯原理可知，介质中任一波面上的各点，都可以看做发射 子波的波源 B.惠更斯原理只能解释球面波的传播，不能解释平面
4、波的传播 C.若知道某时刻一列波的某个波面的位置，由惠更斯原理可以确定波 的传播方向 D.惠更斯原理不能解释波的直线传播，可以解释波的反射与折射等相 关现象,解析,答案,解析 根据惠更斯原理，我们可以知道，介质中任意波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面，A正确； 惠更斯原理既可以解释球面波的传播，也可以解释平面波的传播，B错误； 仅知道某时刻一列波的某个波面的位置，无法确定波的传播方向，故C错误； 惠更斯原理能解释波的直线传播、反射与折射等相关现象，故D错误.,二、机械波的反射和折射,1.我们知道光有反射、折射现象，机械波是否也具有反射
5、、折射现象呢？能举例说明机械波的反射现象吗？,答案,答案 机械波也具有反射和折射现象，声波的反射现象比较常见.例如：对着山崖或高墙说话时，听到的回声；夏日的雷声轰鸣不绝，是声波在云层界面的多次反射.,2.请用惠更斯原理推导波的反射定律.,答案,答案 如图所示，一列平面波射到两种介质的界面，由于入射波的传播方向与界面不垂直，a、b、c三条波线不同时到达界面，过a的入射点A作波面AF，在波面AF上找三点A、C、B作为子波源；设波速为v，取时间间隔t ；作t时间后子波源A、C、B发出的子波波面BF，根据波线与波面的方位关系画出反射波线.,在直角三角形ABB和直角三角形BAA 中，AB是公共边，BBA
6、A，因此两 直角三角形全等，有：AABBBA 所以有：ii，即波的反射中，反射角等于入射角.,1.波的反射 (1)反射现象：波遇到介质界面会返回来继续传播的现象. (2)入射角和反射角：,入射角：入射波的波线与界面法线的夹角，如图2中的. 反射角：反射波的波线与界面法线的夹角，如图2中的. 反射规律：反射角等于入射角，即.,图2,2.波的折射 (1)折射现象 波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向 通常会发生改变的现象.如图3所示.,(2)折射定律 内容：入射角的正弦跟折射角的正弦之比，等于波在第一种介质中的波速跟波在第二种介质中的波速之比. 公式： (3)相对折射率n12,图3,波向前传
7、播的过程中，在两个介质的界面同时发生了反射和折射现象，你知道反射波和折射波的频率f、波速v和波长各自是如何变化的？请完成下表.,不变,改变,改变,不变,不变,不变,例2 图4中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则 A.2与1的波长、频率相等，波速不等 B.2与1的波速、频率相等，波长不等 C.3与1的波速、频率、波长均相等 D.3与1的频率相等，波速、波长均不等,答案,解析 波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错； 波1、3是在两种不同介质中传播，波速不等，但波源没变，因而频率相等，由 得波长不等，故C错，D对.,图4,解析,解析,答案,针对训练 同
8、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5所示，以下说法正确的是 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,图5,解析 波源相同，声波在水和空气中频率相同，而在水中波速大，由 vf可知，水中波长大，故选A.,例3 某测量员利用回声测距，他站在两平行墙壁间某一位置鸣枪，经过1 s第一次听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两墙壁间的距离为多少？,解析,答案,三、波的反射现象的应用,答案 4
9、25 m,解析 设测量员离较近的墙壁的距离为x，则他离较远的墙壁的距离为sx,2xvt1 2(sx)v(t1t) 其中t0.5 s，t11 s，代入数据得：s425 m.,当堂达标检测,1.(多选)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 B.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 D.有些波的波面表示波的传播方向,1,2,3,4,解析 任何波的波线都与波面相互垂直，波线表示波的传播方向，故B、C正确，A、D错误.,解析,答案,2.(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.同一振源的不同波面上的质点的振
10、动情况可能相同 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,答案,1,2,3,4,3.声波从声源发出，在空中向外传播的过程中 A.波速在逐渐变小 B.频率在逐渐变小 C.振幅在逐渐变小 D.波长在逐渐变小,解析,答案,1,2,3,4,解析 声波在空中向外传播时，不管是否遇到障碍物而引起反射，其波速只由空气介质决定.频率(由振源决定)和波长(v/f)均不变，所以A、B、D错； 又因为机械波是传递能量的方式，能量在传播过程中会减小，故其振幅也就逐渐变小，C正确.,1,2,3,4,4.(多选)下列关于波的认识，哪些是正确的 A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射， 从而达到隐形的目的 C.雷达的工作原理是利用波的反射 D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的反射现象,解析,答案,解析 A、B、C选项中应用了波的反射现象；D选项应用了波的折射现象，深水区和浅水区视为不同介质，故波的传播方向发生改变，故D错误.,1,2,3,4,
