高中物理人教版選修3-4課件：12.6 惠更斯原理.ppt

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1、6.惠更斯原理1.知道什么是波面和波線,了解惠更斯原理。2.知道波傳播到兩種介質(zhì)交界面時,會發(fā)生反射和折射。會應(yīng)用惠更斯原理解釋波的反射和折射現(xiàn)象。1.波面和波線(1)如圖所示,任何振動狀態(tài)相同的點(diǎn)都組成一個圓,這些圓叫作波面。與波面垂直的線叫作波線,代表了波的傳播方向。(2)球面波:由空間一點(diǎn)發(fā)出的波,它的波面是以波源為球心的一個個球面,波線就是這些球面的半徑。(3)平面波:波面是平面的波。2.惠更斯原理(1)內(nèi)容:介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn),都可以看成發(fā)射子波的波源,其后任意時刻,這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面。(2)作用:如果知道某時刻一列波的某個波面的位置,還

2、知道波速,利用惠更斯原理可以得到下一時刻這個波面的位置,從而可確定波的傳播方向。(3)局限性:惠更斯原理只能解釋波的傳播方向,不能解釋波的強(qiáng)度。3.波的反射波遇到介質(zhì)面會返回來繼續(xù)傳播的現(xiàn)象就是波的反射現(xiàn)象。4.波的折射波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時,波的傳播方向通常會發(fā)生改變的現(xiàn)象就是波的折射現(xiàn)象。一二一、對波面、波線及惠更斯原理的進(jìn)一步理解1.對波面與波線的理解(1)波面不一定是面,如水波,它只能在水面?zhèn)鞑?水波的波面是以波源為圓心的一個個圓。(2)波線是有方向,它的方向代表了波的傳播方向。(3)波線與波面互相垂直,一定條件下由波面可確定波線,由波線可確定波面。一二2.對

3、惠更斯原理的理解(1)內(nèi)容:介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn),都可以看作發(fā)射子波的波源,其后任意時刻,這些子波在波前進(jìn)方向上的包絡(luò)面就是新的波面。(2)應(yīng)用惠更斯原理解釋波的現(xiàn)象的步驟:①確定一列波某時刻一個波面的位置;②在波面上取兩點(diǎn)或多個點(diǎn)作為子波的波源;③選一段時間Δt;④根據(jù)波速確定Δt時間后子波波面的位置;⑤確定子波在波前進(jìn)方向上的包絡(luò)面,即為新的波面;⑥由新的波面可確定波線及其方向。一二二、波的反射、折射現(xiàn)象中各物理量的變化波向前傳播在兩介質(zhì)的界面上同時發(fā)生了反射和折射現(xiàn)象,一些物理量相應(yīng)發(fā)生了變化,比較如下:一二說明:1.頻率f由波源決定,故無論是反射波還是折射波都與入

4、射波的頻率,即波源的振動頻率相同。2.波速v由介質(zhì)決定,故反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播,波速不變;折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播,波速變化。3.據(jù)v=λf知,波長λ與v及f有關(guān),即與介質(zhì)及波源有關(guān)。反射波與入射波在同一介質(zhì)中,頻率相同,故波長相同。折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播,f相同,v不同,故λ不同。類型一類型二對基本概念的理解【例1】下列說法中正確的是()A.水波是球面波B.聲波是球面波C.只有橫波才能形成球面波D.只有縱波才能形成球面波解析:該題考查了波面,根據(jù)球面波的定義可知:若波面是球面則為球面波,與橫波、縱波無關(guān),由此可知B項(xiàng)正確,C、D項(xiàng)錯誤。由于水波不能

5、在空間中傳播,所以它不是球面波,A項(xiàng)錯誤。答案:B題后反思波源發(fā)出的波能在空間中傳播,就能形成球面波,例如地震波。類型一類型二波的反射【例2】某測量員利用回聲測距:他站在兩平行墻壁間某一位置鳴槍,經(jīng)過1s第一次聽到回聲,又經(jīng)過0.5s再次聽到回聲。已知聲速為340m/s,則兩墻壁間的距離為多少?點(diǎn)撥:回聲是聲波的反射現(xiàn)象。解析:設(shè)測量員離較近的墻壁的距離為x,則他到較遠(yuǎn)的墻壁為s-x,2x=vt1,2(s-x)=vt2=v(t1+Δt)其中Δt=0.5s,t1=1s,t2=1.5s,代入數(shù)據(jù)得s=425m。答案:425m題后反思清楚為什么有兩次回聲是解決此題的關(guān)鍵,測量員先

6、后聽到兩次回聲分別是兩墻對聲波的反射所造成的。