滬科物理選修3-4 第2章2.4《惠更斯原理　波的反射與折射》

《滬科物理選修3-4 第2章2.4《惠更斯原理　波的反射與折射》》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《滬科物理選修3-4 第2章2.4《惠更斯原理　波的反射與折射》（32頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進入物理課堂 2 4惠更斯原理波的反射與折射 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓練 2 4 課前自主學案 課標定位 課標定位 學習目標 1 知道什么是波面和波線 2 理解惠更斯原理 3 知道波傳播到兩種介質的交界面時 會同時產生反射和折射現(xiàn)象 4 掌握波的反射定律和折射定律 5 會用惠更斯原理解釋波的傳播 反射和折射 重點難點 重點是波的反射和折射 難點是理解惠更斯原理 課前自主學案 一 惠更斯原理1 波面和波線圖2 4 1 1 波面和波線 波面 波在介質中傳播時 任一時刻介質振動步調相同的點的包絡面叫做 如圖2 4 1所示 最前面的波面又叫 波線 于波面并指向波傳播方向的直線 它代表了波的傳播的方向 波線與波面 2 球面波由空間一點發(fā)出的波 它的波面是以波源為球心的一個球面 波線就是這些球面的半徑 這樣的波稱為 3 平面波平面波指波面是 的波 波面 波前 垂直 相互垂直 球面波 平面 2 惠更斯原理 1 內容 介質中波前上的各點 都可以看作是一個新的波源 子波源 并發(fā)出子波 其后 這些子波的包絡面就是新的波面 它是惠更斯在1690年提出的 2 應用 如果知道某時刻一列波的某個波面的位置 還知道波速 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 前進方向 二 研究機械波的反射規(guī)律圖2 4 21 定義 波在傳播過程中入射到兩種介質的分界面上時 傳播方向改變的規(guī)律 即波的反射和折射規(guī)律 如圖2 4 2所示為水波的反射現(xiàn)象 2 反射定律在波的反射中 入射角為入射波的 與界面法線的夾角 反射角為反射波的波線與 的夾角 反射角 入射角 反射波的波長 頻率和波速都與入射波相同 波線 界面法線 等于 2 折射的兩種情況 如圖2 4 3所示 圖2 4 3 1 當入射角度 折射角度時 折射角折向法線 2 當入射角度 折射角度時 折射角折離法線 3 當垂直界面入射時 不改變 屬折射中的特例 大于 小于 傳播方向 核心要點突破 一 用光的反射和折射來理解機械波的反射和折射我們在初中學過光的反射定律和折射定律 光的反射和折射與機械波的反射和折射有許多相似的地方 可以進行類比學習 具體見下表 即時應用 即時突破 小試牛刀 1 人在室內講話的聲音比在室外空曠處講話聲音要洪亮 是因為 A 室內空氣不流動B 室內聲音多次反射C 室內聲音發(fā)生折射D 室內物體會吸收聲音解析 選B 人在室內講話時 聲音會多次發(fā)生反射 進入耳時聽到的聲音就比較洪亮 二 對惠更斯原理的進一步理解1 對波線與波面的理解 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族圓 2 波線是有方向的一族線 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 2 應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 在波面上取兩點或多個點作為子波的波源 3 選一段時間 t 4 根據(jù)波速確定 t時間后子波波面的位置 5 確定子波在前進方向上的包絡面 即為新的波面 6 由新的波面可確定波線及其方向 例如教材上應用惠更斯原理解釋了球面波和平面波的傳播 同學們要認真領會 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 對于平面波 波陣面與波線 對于球面波 波陣面是以 為球心的球面 波線沿球的 方向 介質中任一波面上的各點 都可以看做 答案 垂直波源半徑發(fā)射子波的波源 三 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 一些物理量相應發(fā)生了變化 比較如下 1 頻率f由波源決定 故無論是反射波還是折射波都與入射波的頻率 即波源的振動頻率相同 2 波速v由介質決定 故反射波與入射波在同一介質中傳播 波速不變 折射波與入射波在不同介質中傳播 波速變化 3 據(jù)v f知 波長 與v及f有關 即與介質及波源有關 反射波與入射波在同一介質中 頻率相同 故波長相同 折射波與入射波在不同介質中傳播 f相同 v不同 故 不同 即時應用 即時突破 小試牛刀 圖2 4 43 如圖2 4 4所示 一列機械波從一種介質進入另一種介質發(fā)生的現(xiàn)象 已知波在介質1中的波速為v1 波在介質2中的波速為v2 則v1 v2為多少 課堂互動講練 有一輛汽車以15m s的速度勻速行駛 在其正前方有一陡峭山崖 汽車鳴笛2s后司機聽到回聲 此時汽車距山崖的距離有多遠 v聲 340m s 圖2 4 5 答案 325m 方法總結 搞清聲音傳播的過程與汽車運動的空間與時間關系是解題的關鍵 而形象 直觀地展示這一關系的常用方法就是畫出汽車與聲音運動過程示意圖 然后借助等量關系列式求解 變式訓練蝙蝠有完善的發(fā)射和接收超聲波的器官 一只蝙蝠以6 0m s的速度垂直于墻飛行 且以f 4 5 104Hz的頻率發(fā)超聲波 并經0 01秒接收到回聲 若聲速是340m s 求蝙蝠發(fā)射超聲波時離墻的距離及蝙蝠所發(fā)出的超聲波的波長 答案 s 1 73m 7 56 10 3m 如圖2 4 6所示 某列波以60 的入射角由甲介質射到乙介質的界面上同時產生反射和折射 若反射波的波線與折射波的波線的夾角為90 此波在乙介質中的波速為1 2 105km s 圖2 4 6 1 該波的折射角為 2 該波在甲介質中的傳播速度為多少 答案 1 r 30 2 v甲 2 08 105km s 方法總結 在波的反射與折射現(xiàn)象中 熟悉波的入射角 反射角 折射角的概念并能理解波的反射與折射規(guī)律是順利求解問題的關鍵 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全