惠更斯原理課件1知識(shí)與技能1．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。2．知道波發(fā)生反射時(shí)，反射角等于入射角，反射波的頻率、波速和波長(zhǎng)都與入射波相同。3．知道波發(fā)生折射是由于波在不同的介質(zhì)中速度不同和折射角與入射角的關(guān)系。知識(shí)與技能24．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。5．了解波面和波線的概念。過程與方法1．在已學(xué)過的回聲和聲音反射與折射的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加深對(duì)波的特性的理解。2．通過實(shí)驗(yàn)演示和日常生活經(jīng)驗(yàn)輔助教學(xué)，激發(fā)學(xué)生感受知識(shí)的興趣。4．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。3情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．培養(yǎng)學(xué)生怎樣理解和學(xué)習(xí)抽象概念。2．培養(yǎng)學(xué)生由現(xiàn)象結(jié)論現(xiàn)象的思維模式。情感、態(tài)度與價(jià)值觀41.假設(shè)水面有一個(gè)波源，水波向四周傳開。任何振動(dòng)狀態(tài)相同的點(diǎn)都組成了一個(gè)個(gè)圓。我們把這些圓叫做一個(gè)個(gè)________，而與波面垂直的那些線代表了波的________，叫做________。2．惠更斯原理：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看做發(fā)射子波的________，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________。1.假設(shè)水面有一個(gè)波源，水波向四周傳開。任何振動(dòng)狀態(tài)相同的點(diǎn)53．由惠更斯原理我們可推得，在波的反射中，反射角________入射角。答案：1．波面?zhèn)鞑シ较虿ň€2．波源新的波面3．等于3．由惠更斯原理我們可推得，在波的反射中，反射角______6(1)波面波源引起的振動(dòng)在介質(zhì)中向各個(gè)方向傳播，如果把某一時(shí)刻振動(dòng)狀態(tài)相同的點(diǎn)連接起來組成一個(gè)面，這個(gè)面就叫做波面。例如：①球面波：波陣面是以波源為球心的一個(gè)個(gè)球面，波線是這些球面的半徑，這種波為球面波。②平面波：波面是平面的波為平面波。知識(shí)點(diǎn)1波面和波線知識(shí)點(diǎn)1波面和波線7(2)波線用來表示波的傳播方向，在各向同性介質(zhì)中波線與波面垂直。(3)波面與波線的關(guān)系(2)波線8注意：無論是球面波，還是平面波，同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同。注意：無論是球面波，還是平面波，同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完9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，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。例如：知識(shí)點(diǎn)2惠更斯原理知識(shí)點(diǎn)2惠更斯原理10惠更斯原理課件11注意：惠更斯原理只能解釋波的傳播方向，不能解釋波的強(qiáng)度。注意：惠更斯原理只能解釋波的傳播方向，不能解釋波的強(qiáng)度。12【例1】下列說法正確的是 ()A．波在介質(zhì)中傳播過程中，振動(dòng)相同的點(diǎn)連接起來組成的面就叫做波面B．波線是用來表示波的傳播方向的，波線與波面總是垂直的C．無論是球面波，還是平面波，同一波面上各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全一樣D．波面上的各點(diǎn)都可以看作一個(gè)個(gè)新的小波源，稱為子波，子波在前進(jìn)方向上任意時(shí)刻形成的包絡(luò)面，就是新的波面【例1】下列說法正確的是 ()13【答案】B、C、D【解析】振動(dòng)相同的質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻組成的面，叫做波面，故A錯(cuò)；波線表示波的傳播方向，在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，波線與波面總是垂直，表示為一條直線，在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，表示為折線或曲線，但總跟在對(duì)應(yīng)介質(zhì)中的波面垂直，故B對(duì)；波面是同一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)連線組成的，其上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況一樣，可以看作相同的一個(gè)個(gè)新的小波源，這些波往前傳播情況一樣，經(jīng)過相同時(shí)刻到達(dá)的位置的連線又可以連接成一個(gè)面，就形成新的波面，故C、D均正確。【答案】B、C、D14【思維點(diǎn)悟】本題考查了波面、波線的定義及兩者之間的關(guān)系和惠更斯原理，關(guān)鍵是能夠結(jié)合圖示理解和掌握這些比較抽象的概念?！舅季S點(diǎn)悟】本題考查了波面、波線的定義及兩者之間的關(guān)系和惠更15對(duì)應(yīng)練習(xí)1．對(duì)于平面波，波面與波線________；對(duì)于球面波，波面是以________為球心的球面，波線沿球面的________方向。介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看做________。答案：垂直波源半徑發(fā)射子波的波源對(duì)應(yīng)練習(xí)16知識(shí)點(diǎn)3波的反射(1)定義：當(dāng)波遇到障礙物時(shí)，會(huì)返回到原來的介質(zhì)中繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫波的反射。入射角：入射波線與法線的夾角，如圖12－6－1中所示的α。反射角：反射波線與法線的夾角，如圖12－6－1中所示的β。知識(shí)點(diǎn)3波的反射17惠更斯原理課件18(2)反射定律①反射波線，入射波線和法線在同一平面內(nèi)；②反射波線與入射波線分居法線兩側(cè)；③反射角等于入射角，即α＝β。注意：在反射現(xiàn)象中，反射波的波長(zhǎng)、頻率和波速都跟入射波的完全相同。(2)反射定律19【例2】用惠更斯原理證明平面波的反射定律?！纠?】用惠更斯原理證明平面波的反射定律。20【證明】如圖12－6－2所示a、b、c是入射波的波線，a′、b′、c′是反射波的波線。AB、A′B′分別是入射波中abc包絡(luò)成的、反射波中a′b′c′包絡(luò)成的波面。由于波從B傳播到B′所用的時(shí)間與波從A傳播到A′所用的時(shí)間是一樣的。而波在同種介質(zhì)中的波速相同，故B′B＝AA′?！咀C明】如圖12－6－2所示a、b、c是入射波的波線，a′、21AB、A′B′分別與入射波線、反射波線垂直，故直角△AB′B≌B′AA′，所以∠A′AB′＝∠BB′A。入射角i和反射角i′分別為∠BB′A和∠A′AB′的余角，所以i′＝i。也就是說，在波的反射中，反射角等于入射角。AB、A′B′分別與入射波線、反射波線垂直，22【思維點(diǎn)悟】波在傳播過程中，在同一均勻介質(zhì)中不論是直線傳播，還是反射，由同一個(gè)包絡(luò)面到達(dá)另一個(gè)包絡(luò)面的時(shí)間是一樣的?！舅季S點(diǎn)悟】波在傳播過程中，在同一均勻介質(zhì)中不論是直線傳播，23知識(shí)點(diǎn)4波的折射(1)定義：波傳播到兩種不同的可傳播波的介質(zhì)界面時(shí)，會(huì)有一部分進(jìn)入第二介質(zhì)中，但波線會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫波的折射。知識(shí)點(diǎn)4波的折射24入射角：入射波線與法線間的夾角，如圖12－6－3所示中θ1。折射角：折射波線與法線間的夾角，如圖12－6－3所示中θ2。入射角：入射波線與法線間的夾角，如圖12－6－3所示中θ1。25惠更斯原理課件26惠更斯原理課件27惠更斯原理課件28【例3】某列波以60°的入射角從甲介質(zhì)射到乙介質(zhì)的界面上同時(shí)發(fā)生反射和折射，若反射線與折射線成90°角，波在乙介質(zhì)中的波速為1.2×105km/s，求波在甲介質(zhì)中的速度是多少？【例3】某列波以60°的入射角從甲介質(zhì)射到乙介質(zhì)的界面上同時(shí)29惠更斯原理課件30惠更斯原理課件31惠更斯原理課件321.折射定律的推導(dǎo)與結(jié)論惠更斯原理課件33惠更斯原理課件342．入射波、反射波、折射波的波速、波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系(1)反射波的波長(zhǎng)、頻率、波速都與入射波相同。(2)折射波的頻率與入射波的頻率相同，波速、波長(zhǎng)都不相同。2．入射波、反射波、折射波的波速、波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系35【例4】如圖12－6－6所示是一列機(jī)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)Ⅰ中的波速為v1，波在介質(zhì)Ⅱ中的波速為v2，則v1：v2為()【例4】如圖12－6－6所示是一列機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種36【答案】C【答案】C37回音壁的原理北京天壇公園的回音壁(如圖12－6－7甲所示)就是利用了聲波反射的道理?；匾舯谑敲鞔藿ǖ模延?00多年的歷史，它是一個(gè)圓形的墻壁，直徑有65m(如圖12－6－7乙所示)。一個(gè)人對(duì)著回音壁說話，他發(fā)出的聲波沿著回音壁多次反射，另一個(gè)人貼近回音壁可以聽到前一個(gè)人說的話?；匾舯诔浞诛@示了我國(guó)勞動(dòng)人民的智慧?；莞乖碚n件38惠更斯原理課件39惠更斯原理課件40知識(shí)與技能1．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。2．知道波發(fā)生反射時(shí)，反射角等于入射角，反射波的頻率、波速和波長(zhǎng)都與入射波相同。3．知道波發(fā)生折射是由于波在不同的介質(zhì)中速度不同和折射角與入射角的關(guān)系。知識(shí)與技能414．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。5．了解波面和波線的概念。過程與方法1．在已學(xué)過的回聲和聲音反射與折射的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加深對(duì)波的特性的理解。2．通過實(shí)驗(yàn)演示和日常生活經(jīng)驗(yàn)輔助教學(xué)，激發(fā)學(xué)生感受知識(shí)的興趣。4．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。42情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．培養(yǎng)學(xué)生怎樣理解和學(xué)習(xí)抽象概念。2．培養(yǎng)學(xué)生由現(xiàn)象結(jié)論現(xiàn)象的思維模式。情感、態(tài)度與價(jià)值觀431.假設(shè)水面有一個(gè)波源，水波向四周傳開。任何振動(dòng)狀態(tài)相同的點(diǎn)都組成了一個(gè)個(gè)圓。我們把這些圓叫做一個(gè)個(gè)________，而與波面垂直的那些線代表了波的________，叫做________。2．惠更斯原理：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看做發(fā)射子波的________，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________。1.假設(shè)水面有一個(gè)波源，水波向四周傳開。任何振動(dòng)狀態(tài)相同的點(diǎn)443．由惠更斯原理我們可推得，在波的反射中，反射角________入射角。答案：1．波面?zhèn)鞑シ较虿ň€2．波源新的波面3．等于3．由惠更斯原理我們可推得，在波的反射中，反射角______45(1)波面波源引起的振動(dòng)在介質(zhì)中向各個(gè)方向傳播，如果把某一時(shí)刻振動(dòng)狀態(tài)相同的點(diǎn)連接起來組成一個(gè)面，這個(gè)面就叫做波面。例如：①球面波：波陣面是以波源為球心的一個(gè)個(gè)球面，波線是這些球面的半徑，這種波為球面波。②平面波：波面是平面的波為平面波。知識(shí)點(diǎn)1波面和波線知識(shí)點(diǎn)1波面和波線46(2)波線用來表示波的傳播方向，在各向同性介質(zhì)中波線與波面垂直。(3)波面與波線的關(guān)系(2)波線47注意：無論是球面波，還是平面波，同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同。注意：無論是球面波，還是平面波，同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完48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，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。例如：知識(shí)點(diǎn)2惠更斯原理知識(shí)點(diǎn)2惠更斯原理49惠更斯原理課件50注意：惠更斯原理只能解釋波的傳播方向，不能解釋波的強(qiáng)度。注意：惠更斯原理只能解釋波的傳播方向，不能解釋波的強(qiáng)度。51【例1】下列說法正確的是 ()A．波在介質(zhì)中傳播過程中，振動(dòng)相同的點(diǎn)連接起來組成的面就叫做波面B．波線是用來表示波的傳播方向的，波線與波面總是垂直的C．無論是球面波，還是平面波，同一波面上各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全一樣D．波面上的各點(diǎn)都可以看作一個(gè)個(gè)新的小波源，稱為子波，子波在前進(jìn)方向上任意時(shí)刻形成的包絡(luò)面，就是新的波面【例1】下列說法正確的是 ()52【答案】B、C、D【解析】振動(dòng)相同的質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻組成的面，叫做波面，故A錯(cuò)；波線表示波的傳播方向，在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，波線與波面總是垂直，表示為一條直線，在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，表示為折線或曲線，但總跟在對(duì)應(yīng)介質(zhì)中的波面垂直，故B對(duì)；波面是同一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)連線組成的，其上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況一樣，可以看作相同的一個(gè)個(gè)新的小波源，這些波往前傳播情況一樣，經(jīng)過相同時(shí)刻到達(dá)的位置的連線又可以連接成一個(gè)面，就形成新的波面，故C、D均正確。【答案】B、C、D53【思維點(diǎn)悟】本題考查了波面、波線的定義及兩者之間的關(guān)系和惠更斯原理，關(guān)鍵是能夠結(jié)合圖示理解和掌握這些比較抽象的概念?！舅季S點(diǎn)悟】本題考查了波面、波線的定義及兩者之間的關(guān)系和惠更54對(duì)應(yīng)練習(xí)1．對(duì)于平面波，波面與波線________；對(duì)于球面波，波面是以________為球心的球面，波線沿球面的________方向。介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看做________。答案：垂直波源半徑發(fā)射子波的波源對(duì)應(yīng)練習(xí)55知識(shí)點(diǎn)3波的反射(1)定義：當(dāng)波遇到障礙物時(shí)，會(huì)返回到原來的介質(zhì)中繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫波的反射。入射角：入射波線與法線的夾角，如圖12－6－1中所示的α。反射角：反射波線與法線的夾角，如圖12－6－1中所示的β。知識(shí)點(diǎn)3波的反射56惠更斯原理課件57(2)反射定律①反射波線，入射波線和法線在同一平面內(nèi)；②反射波線與入射波線分居法線兩側(cè)；③反射角等于入射角，即α＝β。注意：在反射現(xiàn)象中，反射波的波長(zhǎng)、頻率和波速都跟入射波的完全相同。(2)反射定律58【例2】用惠更斯原理證明平面波的反射定律?！纠?】用惠更斯原理證明平面波的反射定律。59【證明】如圖12－6－2所示a、b、c是入射波的波線，a′、b′、c′是反射波的波線。AB、A′B′分別是入射波中abc包絡(luò)成的、反射波中a′b′c′包絡(luò)成的波面。由于波從B傳播到B′所用的時(shí)間與波從A傳播到A′所用的時(shí)間是一樣的。而波在同種介質(zhì)中的波速相同，故B′B＝AA′?！咀C明】如圖12－6－2所示a、b、c是入射波的波線，a′、60AB、A′B′分別與入射波線、反射波線垂直，故直角△AB′B≌B′AA′，所以∠A′AB′＝∠BB′A。入射角i和反射角i′分別為∠BB′A和∠A′AB′的余角，所以i′＝i。也就是說，在波的反射中，反射角等于入射角。AB、A′B′分別與入射波線、反射波線垂直，61【思維點(diǎn)悟】波在傳播過程中，在同一均勻介質(zhì)中不論是直線傳播，還是反射，由同一個(gè)包絡(luò)面到達(dá)另一個(gè)包絡(luò)面的時(shí)間是一樣的?！舅季S點(diǎn)悟】波在傳播過程中，在同一均勻介質(zhì)中不論是直線傳播，62知識(shí)點(diǎn)4波的折射(1)定義：波傳播到兩種不同的可傳播波的介質(zhì)界面時(shí)，會(huì)有一部分進(jìn)入第二介質(zhì)中，但波線會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫波的折射。知識(shí)點(diǎn)4波的折射63入射角：入射波線與法線間的夾角，如圖12－6－3所示中θ1。折射角：折射波線與法線間的夾角，如圖12－6－3所示中θ2。入射角：入射波線與法線間的夾角，如圖12－6－3所