1、人教版高中物理選修3-4講解人：精品課件 時間：2020.5.25MENTAL HEALTH COUNSELING PPT第6節(jié) 惠更斯原理第十二章 機械波第一頁，共十九頁。金屬絲周期性觸動水面，可以看到：水波形成圓形的波紋從波源向周圍傳播。用長方形直條作為波源拍擊水面：產(chǎn)生直線波紋的水波。圖中：圓和直線表示了波的波峰（或波谷）課堂導(dǎo)入第二頁，共十九頁。波面：從波源發(fā)出的波經(jīng)過同一傳播時間而達到的各點所組成的面，叫做波面。同一波面的各質(zhì)點，振動情況完全相同。波面是平面的波稱為平面波；波面是圓（球）形的波稱為圓（球）形波；波線：表示波的傳播方向的帶箭頭的線。波面波線波面波線波面和波線的關(guān)系：互相

2、垂直。最前面的波面叫做波前。波前：一、波面、波前和波線第三頁，共十九頁?？p寬與水波的波長相當(dāng)，可以看到：在直線波紋的水波傳播過程中，到達一個寬度與波長相差不多的狹縫時，水波穿過了狹縫，狹縫后面的波紋呈圓形，以縫為圓心沿半徑方向向周圍傳去，好像狹縫就是波源一樣。一、波面、波前和波線第四頁，共十九頁。1、內(nèi)容：波在傳播過程中所達到的每一點都可以看做新的波源，從這些點發(fā)出的球面形狀的子波，其后任一時刻這些子波波前的包絡(luò)面就是新的波前。(一些幾何圖形的公切面，被稱為這些圖形的包絡(luò)面)克里斯蒂安惠更斯 (Christian Huygens，16291695)荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。克里斯蒂安惠更

3、斯是與牛頓同一時代的科學(xué)家，是歷史上最著名的物理學(xué)家之一，他對力學(xué)和光學(xué)的研究都有杰出的貢獻，在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面也有卓越的成就，是近代自然科學(xué)的一位重要開拓者。二 、惠更斯原理第五頁，共十九頁。.t 時刻的波前t+t時刻的波前子波波源tv2、確定下一時刻平面波的波面二 、惠更斯原理第六頁，共十九頁。3、確定下一時刻球面波的波面. .子波波源t+t時刻的波前t 時刻的波前tv二 、惠更斯原理第七頁，共十九頁。 作用 ：由已知的波面通過幾何作圖方法確定下一時刻平面波、球面波等的波面，根據(jù)兩者（波線與波面）的垂直關(guān)系，從而確定波的傳播方向，所以惠更斯原理又叫惠更斯作圖法。二 、惠更斯原理第八頁，共十

4、九頁。反射角i：反射波的波線與法線的夾角波在傳播過程中，遇到兩種介質(zhì)的分界面時返回到原介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象 法線平面 規(guī)律（與光的反射定律相同）： 1、入射線、法線、反射線在同一平面內(nèi)，入射線與反射線分別位于法線兩側(cè) 2、反射角等于入射角 3、反射波的波長、頻率、波速與入射波相同入射角i：入射波的波線與法線的夾角三、波的反射 第九頁，共十九頁。 經(jīng)t后，B點發(fā)射的子波到達界面處B點，A點發(fā)射的子波到達A點。同種介質(zhì)，波速不變。波的反射定律證明ABacbacb由惠更斯原理，A、B為同一波面上的兩點，A、B為同一波面上的兩點。AB三、波的反射 第十頁，共十九頁。三、波的反射 第十一頁，共十九頁。蝙蝠

5、的“眼睛”：18世紀(jì)，意大利教士兼生物學(xué)家斯帕蘭扎尼研究蝙蝠在夜間活動時，發(fā)現(xiàn)蝙蝠是靠高頻率的尖叫來確定障礙物的位置的。這種尖叫聲頻率在2萬到10萬赫茲之間，我們的耳朵對這樣頻率范圍內(nèi)的聲波是聽不到的。這樣的聲波稱為超聲波。蝙蝠發(fā)出超聲波，然后借助物體反射回來的回聲，就能判斷出所接近的物體的大小、形狀和運動方式。 三、波的反射 第十二頁，共十九頁。隱形飛機F117雷達確定目標(biāo)示意圖雷達是利用無線電波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并測定其位置的設(shè)備。由于無線電波具有恒速、定向傳播的規(guī)律，因此，當(dāng)雷達波碰到飛行目標(biāo)(飛機、導(dǎo)彈）等時，一部分雷達波便會反射回來，根據(jù)反射雷達波的時間和方位便可以計算出飛行目標(biāo)的位置。三、

6、波的反射 第十三頁，共十九頁。界面介質(zhì)I介質(zhì)II折射角（r）：折射波的波線與法線的夾角波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，波的傳播方向發(fā)生了偏折的現(xiàn)象叫做波的折射法線折射的原因：波在不同介質(zhì)中速度不同四、波的折射 第十四頁，共十九頁。 由惠更斯原理，A、B為同一波面上的兩點 經(jīng)t后，B點發(fā)射的子波到達界面處D點，A點的子波到達C點，波的折射規(guī)律的推導(dǎo)四、波的折射 第十五頁，共十九頁。 波折射的規(guī)律（與光的折射定律相同）（1）入射線、法線、折射線在同一平面內(nèi)；（2）入射線與折射線分局居法線兩側(cè)；（3）入射角正弦與折射角正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中傳播速度與在第二種介質(zhì)中傳播速度之比：（4）在折射中，頻

7、率不變，波速和波長都會發(fā)生改變。只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)而與入射角度無關(guān)的常數(shù)。四、波的折射 第十六頁，共十九頁。1.當(dāng)V1V2時，ir,即折射線靠攏法線；當(dāng)V1V2時，ir,即折射波線遠離法線。2.當(dāng)垂直界面入射時，傳播方向不改變，屬折射中的特例。3.在波的折射中，波的頻率不改變，波速、波長都發(fā)生改變。注意：猜想：波的反射、折射與光遵守同樣的規(guī)律，那光是波或波是光呢？四、波的折射 第十七頁，共十九頁。【例1】. 一列聲波在空氣中的波長為25cm，傳播速度為340m/s，這列聲波傳入另一種介質(zhì)中時，波長變?yōu)?0cm，它在這種介質(zhì)中傳播速度是多少？1088m/s【例2】. 一列聲波以60的入射角入射到兩種介質(zhì)的界面上，反射波剛好跟折射波垂直，若入射波的波長為0.6m，求折射