高中物理教科版选修3-4课件：第2章第4节《惠更斯原理　波的反射与折射》

欢迎进入物理课堂 第4节惠更斯原理波的反射与折射 学习目标 1 知道什么是波面 波线 知道波的反射 折射现象 2 理解惠更斯原理 掌握波的反射定律和折射定律 重点难点 1 波的反射和折射 2 理解并应用惠更斯原理 第4节 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 课标定位 课前自主学案 一 惠更斯原理1 波面和波线 1 波面 在波的传播过程中 任一时刻 都相同的介质质点所组成的面 图2 4 1 2 波线 与波面 且指向 的直线 如图2 4 1所示 振动状态 垂直 传播方向 2 波的分类 1 球面波 波面是 的波 如空气中的声波 2 平面波 波面是 的波 如水波 3 惠更斯原理 1 内容 介质中波前上的各点 都可以看做一个新的 并发出子波 其后这些子波的包络面就是新的 它是惠更斯在1690年提出的 2 应用 如果知道某时刻一列波的某个波面的位置 还知道波速 利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置 从而可确定波的 球面 平面 波源 子波源 波面 前进方向 二 波的反射1 定义 波在传播过程中 遇到两种介质的分界面时 到原介质继续传播的现象 2 波的反射定律 当波传播到两种介质的交界处发生反射时 在同一平面内 入射线与反射线分别位于 的两侧 而且入射角 反射角 反射波的波长 频率和波速都与入射波 返回 入射线 法线 反射线 法线 等于 相同 思考感悟在空旷的山谷中对着山崖喊 能听到回声 夏日的雷声轰鸣不绝 在空房间里讲话感觉声音很响 这些都是我们身边常见到的现象 那么产生这些现象的原因是什么呢 提示 声波的反射 偏折 正弦 正弦 波速 波速 核心要点突破 一 利用惠更斯原理解释波的反射和折射1 利用惠更斯原理解释反射定律图2 4 2用惠更斯原理不但可以说明为什么波在两种介质的界面会发生反射 而且可以得到反射角与入射角的关系 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 图2 4 4如图2 4 4所示 某列波以60 的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时产生反射和折射 若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90 此波在乙介质中的波速为1 2 105km s 1 该波的折射角为 2 该波在甲介质中的传播速度为多少 答案 1 30 2 2 08 105km s 二 波的反射 折射现象中各量的变化波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象 一些物理量相应发生了变化 比较如下 说明 1 频率f由波源决定 故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率 即波源的振动频率相同 2 波速v由介质决定 故反射波与入射波在同一介质中传播 波速不变 折射波与入射波在不同介质中传播 波速变化 3 据v f知 波长 与v及f有关 即与介质及波源有关 反射波与入射波在同一介质中频率相同 故波长相同 折射波与入射波在不同介质中传播 f相同 v不同 故 不同 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 图2 4 5如图2 4 5中1 2 3分别代表入射波 反射波 折射波的波线 则 A 2与1的波长 频率相等 波速不等B 2与1的波速 频率相等 波长不等C 3与1的波速 频率 波长均相等D 3与1的频率相等 波速 波长均不等解析 选D 反射波的波速 波长 频率都相等 折射波的频率不变 波长和波速发生改变 故D正确 课堂互动讲练 某物体发出的声音在空气中的波长为1m 波速340m s 在海水中的波长为4 5m 1 该波的频率为 Hz 在海水中的波速为 m s 2 若物体在海面上发出的声音经0 5s听到回声 则海水深为多少 3 若物体以5m s的速度由海面向海底运动 则经过多长时间听到回声 图2 4 6 3 物体与声音运动的过程示意图如图2 4 6所示设听到回声的时间为t 则v物t v海t 2s 代入数据解得 t 0 498s 答案 1 3401530 2 382 5m 3 0 498s 方法总结 同一列波在不同介质中频率保持不变 但是波速在不同介质中是不同的 入射波和反射波在传播相同距离的情况下 用的时间相等 一列平面波朝着两种介质的界面传播 如图2 4 7所示 A1A2是它在介质 中的一个波面 A1C1和A2C2是它的两条波线 其入射角为53 sin53 取0 8 C1和C2位于两种介质的界面上 B1B2是这列平面波进入介质 后的一个波面 已知A1A2的长度为0 6m 介质 和介质 中的波速之比为4 3 问 A1C1B1与A2C2B2的长度相差多少 图2 4 7 答案 0 2m 图2 4 8 知能优化训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录 按ESC键退出全屏播放 谢谢使用 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全