物理選修3-4滬科版2.3惠更斯原理-波的反射與折射課件.第四節(jié)惠更斯原理

波的反射與折射演示水波槽實(shí)驗(yàn)一，教材P32觀察與思考一.波動(dòng)中的幾個(gè)概念1.波面：

從波源發(fā)出的波經(jīng)過(guò)同一傳播時(shí)間而到達(dá)的各點(diǎn)所組成的面，叫做波面。平面波3.波線：

從波源發(fā)出沿著波的傳播方向畫出的帶箭頭的線稱為波線，它表示波動(dòng)的傳播方向。波線與波前垂直。t時(shí)刻的波前t+Δt時(shí)刻的波前最前面的波面叫做波前。2.波前：圓形波O波面波線波面波線波面和波線的關(guān)系：垂直（類似電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系）演示水波槽實(shí)驗(yàn)二，教材P32觀察與思考二.惠更斯原理

內(nèi)容：介質(zhì)中任意波面上的各點(diǎn)都可看作發(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（拿布去包裹形成的面）是新的波面?？死锼沟侔病せ莞?ChristianHuygens，1629—1695)荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。1629年出生于海牙。1655年獲得法學(xué)博士學(xué)位。1663年成為倫敦皇家學(xué)會(huì)的第一位外國(guó)會(huì)員?？死锼沟侔病せ莞故桥c牛頓同一時(shí)代的科學(xué)家，是歷史上最著名的物理學(xué)家之一，他對(duì)力學(xué)和光學(xué)的研究都有杰出的貢獻(xiàn)，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(kāi)拓者。.........t時(shí)刻的波面（波前）tΔ+t時(shí)刻的波面（波前）子波波源tvΔ平面波的惠更斯原理解釋確定下一時(shí)刻球面波的波面................子波波源tΔ+t時(shí)刻的波面t時(shí)刻的波面tvΔ三.波的反射

反射角i’：反射波的波線與平面法線的夾角。入射角i：入射波的波線與平面法線的夾角。波在傳播的過(guò)程中，遇到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)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)，入射角等于反射角；

2、反射波的波長(zhǎng)、頻率、波速都跟入射波相同。演示水波槽實(shí)驗(yàn)三

經(jīng)t后，B點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面處B`點(diǎn)，A點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)A`點(diǎn)。同種介質(zhì)，波速不變。波的反射定律證明：

ABacba`c`b`由惠更斯原理，A、B為同一波面上的兩點(diǎn)證畢A`B`界面介質(zhì)I介質(zhì)II四.波的折射

折射角（r）：折射波的波線與法線的夾角波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象。法線折射定律：入射線、法線、折射線共面，入射線與折射線分居法線兩側(cè)．入射角、折射角的正弦比等于波在第一種介質(zhì)和第二種介質(zhì)中的速度比。折射的原因：波在不同介質(zhì)中速度不同

由惠更斯原理，A、B為同一波面上的兩點(diǎn)

經(jīng)t后，B點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面處D點(diǎn)，A點(diǎn)的到達(dá)C點(diǎn)，證畢波的折射定律證明：1.當(dāng)入射速度大于折射速度時(shí)，折射波線靠攏法線；當(dāng)入射速度小于折射速度時(shí)，折射波線遠(yuǎn)離法線；2.當(dāng)垂直界面入射時(shí)，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(zhǎng)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？小試身手一列聲波在空氣中的波長(zhǎng)為25cm，傳播速度為340m/s，這列聲波傳入另一種介質(zhì)中時(shí)，波長(zhǎng)變?yōu)?0cm，它在這種介質(zhì)中傳播速度是多少？1088m/s2.一列聲以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(zhǎng)為0.6m，求折射波的波長(zhǎng)和反射波的波長(zhǎng)？3.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(wú)論怎樣的波，波線始終和波面垂直答案：ABCD作業(yè)：

1.教材P35練習(xí)與評(píng)價(jià)，發(fā)展空間；2.三維設(shè)計(jì)。半期復(fù)習(xí)?。?！復(fù)習(xí)?。?！特別提醒：人耳能將原聲和回聲(反射回來(lái)的聲音)區(qū)分開(kāi)的最小時(shí)間間隔為0.1s.如圖甲所示是在高速公路上用超聲波速度儀測(cè)量車速的示意圖，測(cè)速儀固定并正對(duì)被測(cè)物發(fā)出和接收超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)的時(shí)間差，測(cè)出被測(cè)物體的速度．圖乙是測(cè)量?jī)x記錄脈沖信號(hào)得到的紙帶，p1、p2表示測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào)，n1、n2表示p1、p2經(jīng)汽車反射回來(lái)的信號(hào)．設(shè)記錄時(shí)紙帶勻速移動(dòng)，p1、p2之間的時(shí)間間隔Δt＝1.0s，超聲波在空氣中傳播的速度是v＝340m/s，若汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖乙可知，汽車在接收到p1、p2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是多少？汽車的速度是多大？【思路點(diǎn)撥】超聲波遇到障