第四節(jié)惠更斯原理波的反射及折射

1、第四節(jié)惠更斯原理波的反射與折射南溪一中 王聰學(xué)習(xí)目標(biāo)南溪一中1、知道什么是波線、波面；、知道什么是波線、波面；2、知道波線的物理意義及波線與波面的關(guān)系；、知道波線的物理意義及波線與波面的關(guān)系； 3、知道波的反射、折射現(xiàn)象；、知道波的反射、折射現(xiàn)象；4、理解惠更斯原理；、理解惠更斯原理；5、能夠應(yīng)用波的、能夠應(yīng)用波的反射定律反射定律和波的和波的折射定律折射定律解決解決 問題問題(2)波線：與波面波線：與波面_且指且指 向向_的直線的直線一、惠更斯原理一、惠更斯原理南溪一中1波面和波線波面和波線(1)波面：在波的傳播過程中，任一時(shí)刻波面：在波的傳播過程中，任一時(shí)刻_都相同的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)所組成的面都相同

2、的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)所組成的面振動(dòng)狀態(tài)垂直傳播方向2波的分類波的分類(1)球面波：波面是球面波：波面是_的波，如空氣中的聲波的波，如空氣中的聲波(2)平面波：波面是平面波：波面是_的波，如水波的波，如水波球面平面觀察思考1觀察思考2(2)應(yīng)用：如果知道某時(shí)刻一列波的某個(gè)波面的位應(yīng)用：如果知道某時(shí)刻一列波的某個(gè)波面的位置置,還知道波速還知道波速,利用惠更斯原理可以得到下一時(shí)刻利用惠更斯原理可以得到下一時(shí)刻這個(gè)波面的位置，從而可確定波的這個(gè)波面的位置，從而可確定波的_南溪一中3惠更斯原理惠更斯原理(1)內(nèi)容：波在傳播過程中所到達(dá)的每一點(diǎn)都可看內(nèi)容：波在傳播過程中所到達(dá)的每一點(diǎn)都可看做新的做新的_，其后任一時(shí)

3、刻這些子波波，其后任一時(shí)刻這些子波波前的包絡(luò)面就是新的前的包絡(luò)面就是新的_它是惠更斯在它是惠更斯在1690年提出的年提出的波源(子波源)波前傳播方向 克里斯蒂安惠更斯 (Christiaan Huygens，1629年04 月14日1695年07月08日)荷蘭 物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué) 家，他是介于伽利略與牛頓之 間一位重要的物理學(xué)先驅(qū)，是 歷史上最著名的物理學(xué)家之 一，他對(duì)力學(xué)的發(fā)展和光學(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)的一位重要開拓者。他建立向心力定律，提出動(dòng)量守恒原理，并改進(jìn)了計(jì)時(shí)器。 南溪一中物理學(xué)家的故事南溪一中1定義：波在傳播過程中，遇到兩種

4、介質(zhì)的分界定義：波在傳播過程中，遇到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)面時(shí)_到原介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象到原介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象返回入射線法線反射線法線等于相同二、波的反射二、波的反射2波的反射定律：當(dāng)波傳播到兩種介質(zhì)的交界處波的反射定律：當(dāng)波傳播到兩種介質(zhì)的交界處發(fā)生反射時(shí)，發(fā)生反射時(shí)，_、 _、 _在同在同一平面內(nèi)，入射線與反射線分別位于一平面內(nèi)，入射線與反射線分別位于_的兩側(cè)的兩側(cè)，而且入射角，而且入射角_反射角；反射波的波長(zhǎng)、頻率反射角；反射波的波長(zhǎng)、頻率和波速都與入射波和波速都與入射波_ 2折射定律：波從第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)分折射定律：波從第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)分界面處會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，入射角的界面處會(huì)

5、發(fā)生折射現(xiàn)象，入射角的_跟折射角跟折射角的的_之比等于波在第一種介質(zhì)中之比等于波在第一種介質(zhì)中_跟第二跟第二種介質(zhì)中的種介質(zhì)中的_之比，即之比，即 .這就是波的這就是波的折射定律折射定律1定義：波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一定義：波在傳播過程中，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)生種介質(zhì)時(shí)，波的傳播方向發(fā)生_的現(xiàn)象的現(xiàn)象南溪一中偏折正弦正弦波速波速rivvsinsin21三、波的折射三、波的折射1、關(guān)于對(duì)惠更斯原理的理解，下列說法、關(guān)于對(duì)惠更斯原理的理解，下列說法不不正確正確的的 是是()A同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同B同一振源的不同波面上的

6、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情同一振源的不同波面上的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況可能況可能 相同相同C球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面球面D無論怎樣的波，波線始終和波面垂直無論怎樣的波，波線始終和波面垂直南溪一中自學(xué)檢測(cè)：B2、一列波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)、一列波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)()A只有頻率發(fā)生變化只有頻率發(fā)生變化B只有波長(zhǎng)發(fā)生變化只有波長(zhǎng)發(fā)生變化C頻率和波長(zhǎng)都發(fā)生變化頻率和波長(zhǎng)都發(fā)生變化D波長(zhǎng)和傳播速度都發(fā)生變化波長(zhǎng)和傳播速度都發(fā)生變化南溪一中自學(xué)檢測(cè)：D3、如圖所示，是一列機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)、如圖所示，是一列機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)發(fā)生的現(xiàn)象，已知波在介質(zhì)入另

7、一種介質(zhì)發(fā)生的現(xiàn)象，已知波在介質(zhì)1中的波速為中的波速為v1，入射波線與界面的夾角為，入射波線與界面的夾角為30，波在介質(zhì)，波在介質(zhì)2中的波速為中的波速為v2，折射波線，折射波線與法線的夾角為與法線的夾角為45，則，則v1 ： v2為多少？為多少？ 南溪一中自學(xué)檢測(cè)：討論交流：?jiǎn)栴}問題1：如何理解惠更斯原理：如何理解惠更斯原理 南溪一中討論交流：?jiǎn)栴}問題2：如何利用惠更斯作圖法得到波的反射定律：如何利用惠更斯作圖法得到波的反射定律 南溪一中討論交流：?jiǎn)栴}問題3：波的折射定律是什么：波的折射定律是什么 南溪一中rivvsinsin21例題講解：南溪一中【經(jīng)典案例經(jīng)典案例】一列平面波朝著兩種介質(zhì)的界

8、面?zhèn)饕涣衅矫娌ǔ鴥煞N介質(zhì)的界面?zhèn)鞑ィ鐖D所示，播，如圖所示，A1A2是它在介質(zhì)是它在介質(zhì)中的一個(gè)波面，中的一個(gè)波面，A1C1和和A2C2是它的兩條波線，其入射角為是它的兩條波線，其入射角為53(sin53取取0.8)C1和和C2位于兩種介質(zhì)的界面位于兩種介質(zhì)的界面上上B1B2是這列平面波進(jìn)入介質(zhì)是這列平面波進(jìn)入介質(zhì)后的一個(gè)波后的一個(gè)波面已知面已知A1A2的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為0.6 m，介質(zhì)，介質(zhì)和介質(zhì)和介質(zhì)中中的波速之比為的波速之比為4：3，問：，問：A1C1B1與與A2C2B2的長(zhǎng)度的長(zhǎng)度相差多少？相差多少？經(jīng)典案例：南溪一中課堂練習(xí)：南溪一中1、如圖中、如圖中1、2、3分別代表入射波、反射波

9、、折分別代表入射波、反射波、折 射波的波線，則射波的波線，則()A2與與1的波長(zhǎng)、頻率相等，波速不等的波長(zhǎng)、頻率相等，波速不等B2與與1的波速、頻率相等，波長(zhǎng)不等的波速、頻率相等，波長(zhǎng)不等C3與與1的波速、頻率、波長(zhǎng)均相等的波速、頻率、波長(zhǎng)均相等D3與與1的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等 D課堂練習(xí)：南溪一中2、如圖所示，某列波以、如圖所示，某列波以60的入射角由甲介質(zhì)射的入射角由甲介質(zhì)射到乙介質(zhì)的界面上同時(shí)產(chǎn)生反射和折射，若反射到乙介質(zhì)的界面上同時(shí)產(chǎn)生反射和折射，若反射波的波線與折射波的波線的夾角為波的波線與折射波的波線的夾角為90，此波在，此波在乙介質(zhì)中的波速為乙介

10、質(zhì)中的波速為1.2105 km/s，(1)該波的折射角為該波的折射角為_(2)該波在甲介質(zhì)中的傳播速度為多少？該波在甲介質(zhì)中的傳播速度為多少？課堂練習(xí)：南溪一中3、某物體發(fā)出的聲音在空氣中的波長(zhǎng)為、某物體發(fā)出的聲音在空氣中的波長(zhǎng)為1 m，波，波速速340 m/s，在海水中的波長(zhǎng)為，在海水中的波長(zhǎng)為4.5 m.(1)該波的頻率為該波的頻率為_ Hz，在海水中的波速為，在海水中的波速為_ m/s.(2)若物體在海面上發(fā)出的聲音經(jīng)若物體在海面上發(fā)出的聲音經(jīng)0.5 s聽到回聲，聽到回聲，則海水深為多少？則海水深為多少？(3)若物體以若物體以5 m/s的速度由海面向海底運(yùn)動(dòng)，則經(jīng)的速度由海面向海底運(yùn)動(dòng)，

11、則經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間聽到回聲？過多長(zhǎng)時(shí)間聽到回聲？課堂小結(jié)：南溪一中1惠更斯原理：介質(zhì)中波前上的各點(diǎn)，都可以看惠更斯原理：介質(zhì)中波前上的各點(diǎn)，都可以看做一個(gè)新的做一個(gè)新的_，并發(fā)出子波，其后這，并發(fā)出子波，其后這些子波的包絡(luò)面就是新的些子波的包絡(luò)面就是新的_波源(子波源)波面2波的反射定律：當(dāng)波傳播到兩種介質(zhì)的交界處波的反射定律：當(dāng)波傳播到兩種介質(zhì)的交界處發(fā)生反射時(shí)，發(fā)生反射時(shí)，_、 _、 _在同在同一平面內(nèi)，入射線與反射線分別位于一平面內(nèi)，入射線與反射線分別位于_的兩側(cè)的兩側(cè)，而且入射角，而且入射角_反射角；反射波的波長(zhǎng)、頻率反射角；反射波的波長(zhǎng)、頻率和波速都與入射波和波速都與入射波_ 入射線法線反射線法線等于相同課堂小結(jié)：南溪一中3波的折射定律：波從第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介波的折射定律：波從第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)分界面處會(huì)