教學(xué)設(shè)計(jì)完整版：惠更斯原理

惠更斯原理教學(xué)設(shè)計(jì)【課標(biāo)要求】1．知道什么是波面、波線，知道波的反射、折射現(xiàn)象．2．知道惠更斯原理及對波的反射、折射和衍射現(xiàn)象的解釋．【課標(biāo)解讀】1．知道什么是波面、波線，知道它們間的關(guān)系．2．理解惠更斯原理，會用惠更斯原理解釋有關(guān)現(xiàn)象．3．掌握波的反射規(guī)律及其簡單的應(yīng)用．4．知道什么是波的折射，理解波的折射定律．【教學(xué)地位】本節(jié)內(nèi)容介紹波的反射和折射的特性，具有較強(qiáng)的實(shí)用性．【問題導(dǎo)思】1．什么是波面和波線？2．如何理解惠更斯原理？1．惠更斯原理的實(shí)質(zhì)波面上的每一點(diǎn)都是一個(gè)次級球面波的子波源，子波的波速與頻率等于初級波的波速和頻率，此后每一時(shí)刻的子波波面的包絡(luò)面就是該時(shí)刻總的波動(dòng)的波面．其核心思想是：介質(zhì)中任一處的波動(dòng)狀態(tài)是由各處的波動(dòng)決定的．2．惠更斯原理的局限性光的直線傳播、反射、折射等都能用此來進(jìn)行較好的解釋．但是，惠更斯原理是比較粗糙的，用它不能解釋衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物大小的關(guān)系，而且由惠更斯原理推知有倒退波的存在，而倒退波顯然是不存在的．1．波源只有一個(gè)，而子波的波源有無數(shù)個(gè)．2．惠更斯原理只能解釋波的傳播方向，不能解釋波的強(qiáng)度．例一：關(guān)于對惠更斯原理的理解，下列說法正確的是()A．同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同B．同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況可能不相同C．球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面D．無論怎樣的波，波線始終和波面垂直【審題指導(dǎo)】解答本題時(shí)要把握以下三點(diǎn)：(1)波面與波線始終垂直．(2)球面波和平面波的區(qū)別．(3)同一波面上各點(diǎn)與波源的距離相等．【解析】按照惠更斯原理：波面是由任意時(shí)刻振動(dòng)情況完全相同的點(diǎn)構(gòu)成的面，故A對，B錯(cuò)．由波面和波線的概念，不難判定C、D正確．故正確答案為A、C、D.【答案】ACD遷移應(yīng)用：1．下列說法中不正確的是()A．只有平面波的波面才與波線垂直B．任何波的波線與波面都相互垂直C．任何波的波線都表示波的傳播方向D．有些波的波面表示波的傳播方向【解析】不管是平面波，還是球面波，其波面與波線均垂直，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確．只有波線才表示波的傳播方向，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．【答案】AD【問題導(dǎo)思】1．回聲測距的原理是什么？2．海豚如何利用超聲波定位的？1．回聲測距(1)當(dāng)聲源不動(dòng)時(shí)，聲波遇到了靜止障礙物會返回來繼續(xù)傳播，由于反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，因此，入射波和反射波在傳播距離一樣的情況下，用的時(shí)間相等，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t聽到回聲，則聲源距障礙物的距離為s＝v聲eq\f(t,2).(2)當(dāng)聲源以速度v向靜止的障礙物運(yùn)動(dòng)或障礙物以速度v向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為s＝(v聲＋v)eq\f(t,2).(3)當(dāng)聲源以速度v遠(yuǎn)離靜止的障礙物或障礙物以速度v遠(yuǎn)離靜止的聲源時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離s＝(v聲－v)eq\f(t,2).2．超聲波定位蝙蝠、海豚能發(fā)出超聲波，超聲波遇到障礙物或捕食目標(biāo)時(shí)會被反射回來．蝙蝠、海豚就是根據(jù)接收到反射回來的超聲波來確定障礙物或食物的位置，從而確定飛行或游動(dòng)方向．1．波在同一均勻介質(zhì)中傳播可以看成勻速直線運(yùn)動(dòng)，其規(guī)律可以利用勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行分析．2．反射波的波長、頻率、波速跟入射波的相同．例二：某物體發(fā)出的聲音在空氣中的波長為1m，波速為340m/s，在海水中的波長為4.5m．海面上發(fā)出的聲音經(jīng)s聽到回聲，則海水深為多少？【解析】聲音在空氣與在水中的頻率相同，則eq\f(v空,λ空)＝eq\f(v水,λ水)，所以v水＝eq\f(λ水,λ空)·v空＝eq\f,1)×340m/s＝1530m