2017-2018學(xué)年高中物理 第二章 機(jī)械波 第4講 惠更斯原理 波的反射與折射課件 教科版選修3-4.ppt

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第4講惠更斯原理波的反射與折射,[目標(biāo)定位]1.知道什么是波面和波線.2.了解惠更斯原理，會(huì)用惠更斯原理解釋波的反射與折射現(xiàn)象.3.認(rèn)識(shí)波的反射和折射現(xiàn)象，知道反射定律和折射定律．,一、惠更斯原理1．內(nèi)容：波在傳播過(guò)程中所到達(dá)的每一點(diǎn)都可看做新的______，從這些點(diǎn)發(fā)出______形狀的子波，其后任一時(shí)刻這些子波波前的包絡(luò)面就是新的______．2．應(yīng)用：根據(jù)惠更斯原理，可以用幾何作圖的方法，由已知的某一時(shí)刻波前確定下一時(shí)刻______，從而確定波的傳播方向．,波源,球面,波前,波前,二、波的反射1．定義：波在傳播的過(guò)程中，遇到兩種介質(zhì)的________時(shí)返回到原介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫波的反射．2．反射定律：當(dāng)波傳播到兩種介質(zhì)的交界處發(fā)生反射時(shí)，入射線、法線、反射線在__________內(nèi)，入射線與反射線分別位于______兩側(cè)，而且反射角______入射角；反射波的波長(zhǎng)、頻率和波速都與入射波______．,分界面,同一平面,法線,等于,相同,同一平面,法線,傳播速度,傳播速度,3．結(jié)論(1)當(dāng)v1＞v2時(shí)，i＞r，折射線______法線．(2)當(dāng)v1＜v2時(shí)，i＜r，折射線______法線．(3)當(dāng)垂直界面入射(i＝0)時(shí)，r＝0，傳播方向不變，是折射中的特殊情況.,偏向,偏離,1．惠更斯原理中，同一波面上的各點(diǎn)都可以看做子波的波源．波源的頻率與子波波源的頻率相等．2．波線的指向表示波的傳播方向．3．在各向同性均勻介質(zhì)中，波線恒與波面垂直．4．球面波的波線是沿半徑方向的直線，平面波的波線是垂直于波面的平行直線．5．利用惠更斯原理可以解釋平面波和球面波的傳播、波的衍射、干涉和折射現(xiàn)象，但無(wú)法說(shuō)明衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物的大小關(guān)系．,一、對(duì)惠更斯原理的理解,【例1】(多選)關(guān)于對(duì)惠更斯原理的理解，下列說(shuō)法正確的是()A．同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同B．同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況可能不相同C．球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面D．無(wú)論怎樣的波，波線始終和波面垂直解析按照惠更斯原理：波面是由任意時(shí)刻振動(dòng)情況完全相同的點(diǎn)構(gòu)成的面，故A對(duì)，B錯(cuò)；由波面和波線的概念，不難判定C、D正確．答案ACD,二、波在反射、折射現(xiàn)象中的波長(zhǎng)、頻率和波速,特別提醒(1)頻率(f)由波源決定，故無(wú)論是反射波還是折射波都與入射波的頻率相等，即與波源的振動(dòng)頻率相同．(2)波速(v)由介質(zhì)決定，故反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，波速不變，折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，波速變化．(3)據(jù)v＝λf知，波長(zhǎng)λ與波速和頻率有關(guān)，反射波與入射波，頻率同，波速同，故波長(zhǎng)相同，折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，頻率同，波速不同，故波長(zhǎng)不同．,解析反射波的波長(zhǎng)、頻率、波速與入射波都應(yīng)該相等，故A、B錯(cuò)；折射波的波長(zhǎng)、波速與入射波都不等，但頻率相等，故C錯(cuò)，D正確．答案D,針對(duì)訓(xùn)練同一音叉發(fā)出的聲波同時(shí)在水和空氣中傳播，某時(shí)刻的波形曲線如圖2所示．以下說(shuō)法正確的是()圖2A．聲波在水中波長(zhǎng)較大，b是水中聲波的波形曲線B．聲波在空氣中波長(zhǎng)較大，b是空氣中聲波的波形曲線C．水中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是水中聲波的波形曲線D．空氣中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是空氣中聲波的波形曲線,解析波的頻率取決于波源的振動(dòng)頻率，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，故同一音叉發(fā)出的聲波在水中與在空氣中傳播時(shí)頻率相同．但機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度只取決于介質(zhì)性質(zhì)，與波的頻率無(wú)關(guān)，聲波在水中傳播的速度大于在空氣中傳播的速度．由v＝λf知，聲波在水中的波長(zhǎng)應(yīng)較大，對(duì)應(yīng)于題圖中波形曲線b，故只有A正確．答案A,三、反射現(xiàn)象的應(yīng)用,2．超聲波定位：蝙蝠能發(fā)出超聲波，超聲波遇到障礙物或捕食目標(biāo)時(shí)會(huì)被反射回來(lái)，蝙蝠就依據(jù)接收到的反射回來(lái)的超聲波來(lái)確定障礙物或目標(biāo)位置，從而確定飛行方向．另外海豚、雷達(dá)也是利用波的反射來(lái)定位和測(cè)速的．,【例3】有一輛汽車以15m/s的速度勻速行駛，在其正前方有一陡峭山崖，汽車?guó)Q笛2s后司機(jī)聽(tīng)到回聲，司機(jī)聽(tīng)到回聲時(shí)汽車距山崖的距離多遠(yuǎn)？(v聲＝340m/s),