《物理 第十二章 機(jī)械波 第6節(jié) 惠更斯原理 新人教版選修3-4》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第十二章 機(jī)械波 第6節(jié) 惠更斯原理 新人教版選修3-4（31頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、物 理選修選修3-4 人教版人教版第十二章機(jī)械波機(jī)械波第六節(jié)第六節(jié) 惠更斯原理惠更斯原理知道波傳播到兩種介質(zhì)交界面時(shí)，會(huì)發(fā)生反射和折射知道波傳播到兩種介質(zhì)交界面時(shí)，會(huì)發(fā)生反射和折射掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理解釋波的反射和掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理解釋波的反射和折射現(xiàn)象折射現(xiàn)象了解波面和波線的概念了解波面和波線的概念1 1課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)2 2課內(nèi)探究課內(nèi)探究3 3素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升4 4課堂達(dá)標(biāo)課堂達(dá)標(biāo)5 5課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)課課 前前 預(yù)預(yù) 習(xí)習(xí) 1波面 在波的傳播過程中，任一時(shí)刻介質(zhì)中任何振動(dòng)狀態(tài)都_叫做波陣面或波面。 說明：波面為球面的波叫_波，波面為平面的波叫_波。波面和波線波

2、面和波線相同的點(diǎn)聯(lián)結(jié)成的面相同的點(diǎn)聯(lián)結(jié)成的面 球面球面 平面平面 2波線 沿波的傳播方向作一些帶箭頭的線，叫做波線。 (1)波線的指向表示_方向。 (2)在各向同性的均勻介質(zhì)中，波線恒定與波面_。 (3)球面波的波線是沿_的直線，平面波的波線是_的平行直線。(如下圖甲、乙所示)。波的傳播波的傳播 垂直垂直 半徑方向半徑方向 垂直于波面垂直于波面 1內(nèi)容 介質(zhì)中波面上的每一個(gè)點(diǎn)，都可以看成一個(gè)_，這些新波源發(fā)生子波，經(jīng)過一定時(shí)間后，這些子波的包絡(luò)面就構(gòu)成下一時(shí)刻的_。 2包絡(luò)面 某時(shí)刻與子波_相切的曲面。 3應(yīng)用 如果知道某時(shí)刻一列波的某個(gè)波面的位置，還知道_，利用惠更斯原理可以得到下一時(shí)刻這個(gè)

3、_的位置，從而可確定波的前進(jìn)方向?；莞乖砘莞乖硇碌牟ㄔ葱碌牟ㄔ?包絡(luò)面包絡(luò)面 波面波面 波速波速 包絡(luò)面包絡(luò)面 1波的反射 (1)波的反射 波遇到障礙物會(huì)_繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，叫做波的反射。 (2)反射定律 入射波線、法線、反射波線在_內(nèi)，且入射角_反射角。如圖所示。波的反射和折射波的反射和折射返回來返回來 同一平面同一平面 等于等于 2波的折射 波從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生_的現(xiàn)象，叫做波的折射。如圖所示。改變改變 判一判 (1)在同一種均勻的介質(zhì)中，波面都是曲面或曲線，但波線都是直線。 () (2)任何波的波線與波面都相互垂直。() (3)波在發(fā)生折射后，其頻率和波速都不

4、發(fā)生變化。() (4)反射波線與入射波線一定在同一平面內(nèi)。() (5)介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看做發(fā)射子波的波源。() 選一選 (多選)下列說法正確的是() A波線表示波的傳播方向 B波面表示波的傳播方向 C只有橫波才有波面 D波傳播中某時(shí)刻任一波面上各子波波前的包絡(luò)面就是新的波面 解析：波線表示波的傳播方向，故A正確，B錯(cuò)誤；所有的波都具有波面，故C錯(cuò)誤；由惠更斯原理可知，D正確。AD 想一想 墻壁的傳音性比空氣好得多，但把門窗關(guān)閉后(如圖)，外面?zhèn)魅胧覂?nèi)的聲音卻明顯地減弱，這是為什么？ 答案：聲波原來在空氣中傳播，如果沒有障礙物，能直接傳到室內(nèi)，當(dāng)把門窗關(guān)閉后，聲波遇到墻壁和門窗，在

5、界面上發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，只有折射進(jìn)入墻壁和門窗的聲波才能進(jìn)入室內(nèi)，雖然墻壁和門窗的傳音性能好但反射性能也好，所以大部分聲波被反射回去，室內(nèi)的聲音就顯著地減弱了。課課 內(nèi)內(nèi) 探探 究究 如圖是波在傳播過程中的一種現(xiàn)象。 (1)此圖是波的什么現(xiàn)象？ (2)利用惠更斯原理能解釋此現(xiàn)象嗎？ 提示：(1)波的衍射現(xiàn)象。 (2)擋板縫隙處振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)作為波源，帶動(dòng)擋板后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)。探究一對惠更斯原理的理解探究一對惠更斯原理的理解 1惠更斯原理的實(shí)質(zhì)： 波面上的每一點(diǎn)(面源)都是一個(gè)次級球面波的子波源，子波的波速與頻率等于初級波的波速和頻率，此后每一時(shí)刻的子波波面的包絡(luò)面就是該時(shí)刻總的波動(dòng)的波面。其核心思

6、想是介質(zhì)中任一處的波動(dòng)狀態(tài)是由各處的波動(dòng)決定的。 2惠更斯原理的局限性： 光的直線傳播、反射、折射等都能用此來進(jìn)行較好的解釋。但是，惠更斯原理是比較粗糙的，用它不能解釋衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物大小的關(guān)系，而且由惠更斯原理推知有倒退波的存在，而倒退波顯然是不存在的。典例1(多選)關(guān)于惠更斯原理的理解，下列說法正確的是 ( ) A同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同 B同一振源的不同波面上的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況可能相同 C球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面 D無論什么樣的波，波線始終和波面垂直 解題指導(dǎo)：深刻理解惠更斯原理是解題關(guān)鍵。ABCD 解析：根據(jù)惠更斯原理，介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看作發(fā)射

7、子波的波源，其后任意時(shí)刻，這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面。同一波面上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同，選項(xiàng)A正確。不同波面上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況可能相同，選項(xiàng)B正確。球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面，選項(xiàng)C正確。波線始終與波面垂直，選項(xiàng)D正確。 對點(diǎn)訓(xùn)練1(多選)下列說法中不正確的是() A只有平面波的波面才與波線垂直 B任何波的波線與波面都相互垂直 C任何波的波線都表示波的傳播方向 D有些波的波面表示波的傳播方向 解析：不管是平面波，還是球面波，其波面與波線均垂直，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確，波線表示波的傳播方向，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。AD 我們在山中、在大的空房間里大聲說話時(shí)，都會(huì)聽到回聲，這屬

8、于波的什么現(xiàn)象？ 提示：波的反射探究二波的反射現(xiàn)象和波的折射現(xiàn)象中各量的變化探究二波的反射現(xiàn)象和波的折射現(xiàn)象中各量的變化 1波的反射和折射的比較 波向前傳播在兩介質(zhì)的界面上同時(shí)發(fā)生了反射和折射現(xiàn)象，一些物理量相應(yīng)發(fā)生了變化，比較如下： 2說明 (1)頻率f由波源決定，故無論是反射波還是折射波都與入射波的頻率，即波源的振動(dòng)頻率相同。 (2)波速v由介質(zhì)決定，因反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，故波速不變；而折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，所以波速變化。 (3)據(jù)vf知，波長與v及f有關(guān)，即與介質(zhì)及波源有關(guān)，反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，頻率相同，故波長相同。折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，f相同

9、，v不同，故不同。如圖所示，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，汽車鳴笛2s后司機(jī)聽到回聲，此時(shí)汽車距山崖的距離多遠(yuǎn)？(v聲340m/s)解題指導(dǎo)：解題指導(dǎo)：利用反射測距是一種常用的方法，此題利用反射測距是一種常用的方法，此題注意汽車是運(yùn)動(dòng)的，應(yīng)畫出運(yùn)動(dòng)示意圖，幫助分析解注意汽車是運(yùn)動(dòng)的，應(yīng)畫出運(yùn)動(dòng)示意圖，幫助分析解題。題。 對點(diǎn)訓(xùn)練2人們聽不清對方說話時(shí)，除了讓一只耳朵轉(zhuǎn)向?qū)Ψ?，還習(xí)慣性地把同側(cè)的手附在耳旁，這樣做是利用聲波的_提高耳的接收能力。 解析：在耳廓原有形狀、面積的基礎(chǔ)上增加一個(gè)手的面積是為了增加波的反射來提高耳朵的接收能力。反射反射 素素 養(yǎng)養(yǎng) 提提 升

10、升波的反射、折射、干涉、衍射的比較波的反射、折射、干涉、衍射的比較波的行為波的行為現(xiàn)象現(xiàn)象特點(diǎn)特點(diǎn)波的反射波的反射波遇到介質(zhì)界面返回原介質(zhì)繼續(xù)傳播的波遇到介質(zhì)界面返回原介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象現(xiàn)象波波“返回返回”原介質(zhì)原介質(zhì)波的折射波的折射波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)繼續(xù)傳播波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象的現(xiàn)象波波“進(jìn)入進(jìn)入”另一種介質(zhì)另一種介質(zhì)波的干涉波的干涉 兩列波疊加產(chǎn)生加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的現(xiàn)象兩列波疊加產(chǎn)生加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的現(xiàn)象加強(qiáng)區(qū)、減弱區(qū)加強(qiáng)區(qū)、減弱區(qū)“間間隔隔”出現(xiàn)出現(xiàn)波的衍射波的衍射波在同一種介質(zhì)中傳播，繞過障礙物繼波在同一種介質(zhì)中傳播，繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象續(xù)傳播的現(xiàn)象波波“繞過繞過”障礙物傳播障礙物傳播分析下列物理現(xiàn)象： (1)夏天里在一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕；(2)“聞其聲而不見其人”；(3)圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音；(4)當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時(shí)，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。這些物理現(xiàn)象分別屬于波的 () A反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng) B折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉 C反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng) D衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)A 解析：雷聲轟鳴不絕是波的反射形成的，“聞其聲而不見其人”是聲波的衍射現(xiàn)象，振動(dòng)的音叉周圍形成干涉區(qū)域，所以我們繞音叉運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音，火車汽笛的聲調(diào)變化是波的多普勒效應(yīng)，故選A。