《高中物理 第二章 機械波 4 惠更斯原理 波的反射與折射課件 教科版選修34》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第二章 機械波 4 惠更斯原理 波的反射與折射課件 教科版選修34（29頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、4惠更斯原理波的反射與折射第二章機械波學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是波面和波線.2.了解惠更斯原理，會用惠更斯原理解釋波的反射與折射現(xiàn)象.3.認(rèn)識波的反射和折射現(xiàn)象，知道反射定律和折射定律.內(nèi)容索引重點探究啟迪思維 探究重點達(dá)標(biāo)檢測檢測評價 達(dá)標(biāo)過關(guān)自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知 夯實基礎(chǔ)自主預(yù)習(xí)自主預(yù)習(xí)一、惠更斯原理一、惠更斯原理1.內(nèi)容：波在傳播過程中所到達(dá)的每一點都可看做新的 ，從這些點發(fā)出 形狀的子波，其后任一時刻這些子波波前的包絡(luò)面就是新的_，這就是惠更斯原理.又叫惠更斯作圖法.2.應(yīng)用：根據(jù)惠更斯原理，由已知的某一時刻 確定下一時刻 ，從而確定波的 .球面波源波前波前波前傳播方向二、波的反射與折射二、波

2、的反射與折射1.波的反射(1)定義：波在傳播的過程中，遇到兩種介質(zhì)的 時返回到原介質(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，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、頻率和波速都與入射波 .分界面同一平面法線等于相同2.波的折射(1)定義：波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，波傳播的方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫做波的折射.(2)折射定律波在介質(zhì)中發(fā)生折射時，入射線、法線、折射線(即折射波線)在_內(nèi)，入射線與折射線分別位于 兩側(cè)，入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于波在第一種介質(zhì)中的 跟波在第二種介質(zhì)中的

3、 之比.對給定的兩種介質(zhì)，該比值為常數(shù).同一平面法線傳播速度傳播速度(3)結(jié)論當(dāng)v1v2時，ir，折射線 法線.當(dāng)v1v2時，ir，折射線 法線.當(dāng)垂直界面入射(i0)時，r0，傳播方向不變，是折射中的特殊情況.偏向偏離即學(xué)即用即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)在波的傳播過程中，介質(zhì)中所有參與振動的質(zhì)點都可以看做是新的波源.()(2)同一波面上的各質(zhì)點振動情況可能不相同.()(3)波發(fā)生反射和折射時波的頻率都不變，但波長、波速均發(fā)生變化.()(4)波的折射和反射現(xiàn)象都可以用惠更斯原理解釋.() 答案重點探究重點探究一、惠更斯原理導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究把一顆石子投到平靜的池塘里，會激起一圈圈起伏不平的

4、水面波向周圍傳播，向四面八方傳播的波峰(波谷)是否會組成一個個圓？與這些圓的切線垂直的線能否表示波的傳播方向？答案答案因為水波由波源向四周傳開，向各個方向的波速都一樣，所以向四面八方傳播的波峰(波谷)組成一個個圓.與這些圓的切線垂直的線能表示波的傳播方向.答案知識深化知識深化對惠更斯原理的理解對惠更斯原理的理解(1)惠更斯原理中，同一波面上的各點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)在各向同性均勻介質(zhì)中，波線恒與波面垂直.解析解析按照惠更斯原理：波面是由任意時刻振動情況完全相同的點構(gòu)成的面，故A正確，B錯誤；由波面和波線的概念，不難判定C、D正確.例例1(多選)關(guān)于對惠更

5、斯原理的理解，下列說法正確的是A.同一波面上的各質(zhì)點振動情況完全相同B.同一波面上的各質(zhì)點振動情況可能不相同C.球面波的波面是以波源為中心的一個個球面D.平面波的波線是垂直于波面的平行線答案解析答案答案返回介質(zhì)時波的頻率和波長均不變，進(jìn)入介質(zhì)的波的頻率不變，波速變化，由vf得，波長變化.二、波在反射、折射現(xiàn)象中的波長、頻率和波速導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究 如圖1所示，當(dāng)波從介質(zhì)傳播到兩介質(zhì)的交界面時，返回介質(zhì)的波和進(jìn)入介質(zhì)的波的頻率變化嗎？波長變化嗎？答案圖1知識深化知識深化對波的反射和折射的理解對波的反射和折射的理解(1)頻率是由振源決定的，介質(zhì)中各個質(zhì)點的振動都是受迫振動，因此不論是反射還是折射，波

6、的頻率是不改變的.(2)波速是由介質(zhì)決定的，波反射時是在同一介質(zhì)中傳播，因此波速不變，波折射時是在不同介質(zhì)中傳播，因此波速改變.(3)波長是由頻率和波速共同決定的，即在波的反射中，由于波的頻率和波速均不變，根據(jù)公式 可知波長不改變；在波的折射中，當(dāng)進(jìn)入新的介質(zhì)中波速增大時，由 可知波長變大，反之變小.解析解析反射波的波長、頻率、波速與入射波的都相等，故A、B錯誤；折射波的波長、波速與入射波的均不等，但頻率相等，故C錯誤，D正確.例例2如圖2所示，1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則 A.2與1的波長、頻率相等，波速不等B.2與1的波速、頻率相等，波長不等C.3與1的波速、頻率、波

7、長均相等D.3與1的頻率相等，波速、波長均不等答案解析圖2A.聲波在水中波長較大，b是水中聲波的波形曲線B.聲波在空氣中波長較大，b是空氣中聲波的波形曲線C.水中質(zhì)點振動頻率較高，a是水中聲波的波形曲線D.空氣中質(zhì)點振動頻率較高，a是空氣中聲波的波形曲線針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練同一音叉發(fā)出的聲波同時在水和空氣中傳播，某時刻的波形曲線如圖3所示.以下說法正確的是答案解析圖3解析解析波的頻率取決于波源的振動頻率，與介質(zhì)無關(guān)，故同一音叉發(fā)出的聲波在水中與在空氣中傳播時頻率相同.但機械波在介質(zhì)中傳播的速度只取決于介質(zhì)性質(zhì)，與波的頻率無關(guān)，聲波在水中傳播的速度大于在空氣中傳播的速度.由vf知，聲波在水中的波長應(yīng)

8、較大，對應(yīng)于題圖中波形曲線b，故只有A正確.三、波的反射現(xiàn)象的應(yīng)用1.回聲測距回聲測距(1)當(dāng)聲源不動時，聲波遇到了靜止的障礙物會返回來繼續(xù)傳播，反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，因此，入射波和反射波在傳播距離一樣的情況下，用的時間相等，設(shè)經(jīng)過時間t聽到回聲，則聲源距障礙物的距離為sv聲(2)當(dāng)聲源以速度v向靜止的障礙物運動或障礙物以速度v向靜止的聲源運動時，聲源發(fā)聲時障礙物到聲源的距離為s(v聲v)(3)當(dāng)聲源以速度v遠(yuǎn)離靜止的障礙物或障礙物以速度v遠(yuǎn)離聲源時，聲源發(fā)聲時障礙物到聲源的距離為s|v聲v|2.超聲波定位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)時會被反射回來，

9、蝙蝠就依據(jù)接收到的反射回來的超聲波來確定障礙物或目標(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定位和測速的.答案答案325 m例例3有一輛汽車以15 m/s的速度勻速行駛，在其正前方有一陡峭山崖，汽車鳴笛2 s后司機聽到回聲，司機聽到回聲時汽車距山崖多遠(yuǎn)？(v聲340 m/s)答案解析解析解析汽車運動，聲音傳播，如圖所示為汽車與聲波的運動過程示意圖.設(shè)汽車由A到C路程為x1，C點到山崖B距離為x；聲波由A到B再反射到C路程為x2，因汽車與聲波運動時間同為t，則有x2x12x，即v聲tv汽t2x，所以達(dá)標(biāo)檢測達(dá)標(biāo)檢測12341.(對惠更斯原理的理解對惠更斯原理的理解)(多選)下列關(guān)

10、于惠更斯原理的說法正確的是A.惠更斯原理能夠解釋波的反射現(xiàn)象B.惠更斯原理能夠解釋波的折射現(xiàn)象C.介質(zhì)中任何一個波面的各點，都可以看成發(fā)射子波的波源D.只有縱波才有波面答案1234解析解析A、B、C選項中應(yīng)用了波的反射現(xiàn)象；D選項應(yīng)用了波的折射現(xiàn)象，深水區(qū)域和淺水區(qū)域視為不同介質(zhì)，故波的傳播方向發(fā)生改變，故D錯誤.2.(波的反射和折射波的反射和折射)(多選)以下關(guān)于波的認(rèn)識，哪些是正確的A.潛艇利用聲吶探測周圍物體的分布情況，用的是波的反射原理B.隱形飛機怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì)，是為了減少波的反射， 從而達(dá)到隱形的目的C.雷達(dá)的工作原理是利用波的反射D.水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方

11、向的現(xiàn)象，是波的反射現(xiàn)象答案解析12343.(波的反射和折射波的反射和折射)如圖4所示是一列機械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中發(fā)生的現(xiàn)象，已知波在介質(zhì)中的波速為v1，波在介質(zhì)中的波速為v2，則v1v2為答案解析圖4由于聲波在不同介質(zhì)中傳播時，頻率不變，所以聲波在介質(zhì)中傳播時，頻率為1 700 Hz.12344.(波的反射和折射波的反射和折射)一列聲波在空氣中的波長為0.2 m.當(dāng)該聲波從空氣中以某一角度傳入介質(zhì)中時，波長變?yōu)?.6 m，如圖5所示，若空氣中的聲速是340 m/s.求：(1)該聲波在介質(zhì)中傳播時的頻率；答案解析答案答案1 700 Hz圖51234(2)該聲波在介質(zhì)中傳播的速度；答案解析答案答案1 020 m/s解析解析由vf得聲波在介質(zhì)中的傳播速度為v22f0.61 700 m/s1 020 m/s.1234(3)若聲波垂直進(jìn)入介質(zhì)，經(jīng)0.4 s返回空氣，則介質(zhì)的深度為多少？答案解析答案答案204 m