12.6惠更斯原理 课件 (2)(23张PPT)

课件23张PPT。6　惠更斯原理1．了解波面和波线的概念．
2．知道波传播到两种介质交界面时，会发生反射和折射．
3．掌握惠更斯原理，能用惠更斯原理解释波的反射和折射
现象.
(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．
(2)波线：与波面_____指向___________的直线．
(1)球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以_____为球心的一个个_____ ，波线就是这些_____的_____ ．如空气中的声波．
一、波面和波线
?概念?波的分类振动状态垂直波传播方向波源球面球面半径(2)平面波：波面是_____的波，如水波．
平面图12－6－1提醒 波线与波面一定垂直，球面波与平面波的形状分别如图12－6－1所示．
原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的_____，其后任意时刻，这些子波在波前进方向上的_______就是新的波面．
如果知道某时刻一列波的某个_____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_____的位置．如在Δt时间内，子波传播的距离为r＝vΔt，而子波形成的新的波面相对于原波面传播的距离x＝vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离．如图12－6－2所示．
二、惠更斯原理?用惠更斯原理解释波的传播?波源包络面波面波面
反射现象：波遇到介质界面会___
_____继续传播的现象．
图12－6－2图12－6－3?三、波的反射(如图12－6－3所示)返回来
(1)入射角：入射波的_____与界面_____的夹角．
(2)反射角：反射波的_____与界面_____的夹角．
(3)反射规律：入射波线、法线和反射波线在___________ ，入射波线和反射波线分居在_____两则，反射角_____入射角．
提醒 (1)反射波的波长、频率、波速跟入射波的相同．
(2)回声就是声波的反射，人耳能将原声和回声区分开的最小时间间隔为0.1 s.
?反射规律波线法线波线法线同一平面内法线等于
定义：波从一种介质_____另一种介质时，波的_________发生改变的现象．
折射角(γ)：折射波的_____与两介质界面_____的夹角γ叫做折射角．
图12－6－4四、波的折射(如图12－6－4所示)??折射定律：入射波线、法线、折射波线在________内，入射波线与折射波线分居_____两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的_____速度跟波在第二
种介质中的________之比．即___________ (公式表示)．
?射入传播方向波线法线同一平面法线传播传播速度?折射率
(2)决定因素：因波速由_____决定，故折射率是由_____性质决定而与入射角无关的常数．
提醒 (1)在波的折射中，波的频率不改变，但由于介质变，波速变，所以波长也变．
(2)波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同介质中波速不同．
介质介质超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来．蝙蝠、海豚就是根据接收到反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向．
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相等，即波源的振动频率相同．
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．
?二、波的反射、折射现象中各量的变化??据v＝λf知，波长λ与波速和频率有关：反射波与入射波，频率同．波速同，故波长相同，折射波与入射波在不同介质中传播，频率同，波速不同，故波长不同．具体见下表所示.
?【典例1】波的反射的应用图12－6－5答案　C
借题发挥　(1)利用反射定律解决实际问题，主要是利用声波的直线传播及其反射特点，考查匀速直线运动规律的应用．
(2)利用声波的反射测量距离、速度是此类问题的重点，应利用声波的直线传播和反射定律作出声波传播的示意图，再结合几何关系求解．
某测量员是这样利用回声测距离的：他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00 s第一次听到回声，又经过0.50 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两峭壁间的距离为________．
【变式1】答案　425 m
如图12－6－6所示是声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况，由图判断下列说法正确的是 (　　)．
A．入射角大于折射角，声波在介质
Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速
波的折射的应用【典例2】图12－6－6B．入射角大于折射角，Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水
C．入射角小于折射角，Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气
答案　A
一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则
(　　)．
A．声波频率不变，波长变小
B．声波频率不变，波长变大
C．声波频率变小，波长变大
D．声波频率变大，波长不变
解析　该题考查波在发生折射时，波速、波长、频率是否变化的问题．由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变，故C、D错．又因波在水中速度较大，由公式v＝λf可得，波在水中的波长变大，故A错，B正确．
答案　B
?
【变式2】1．关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是
(　　)．
A．同一波面上的各质点振动情况完全相同
B．同一波面上的各质点振动情况可能不相同
C．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面
D．无论怎样的波，波线始终和波面垂直
解析　按照惠更斯原理：波面是由任意时刻振动情况完全相同的点构成的面，故A对，B错．由波面和波线的概念，不难判定C、D正确．
答案　ACD有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，司机听到回声时汽车距山崖的距离多远？(v声＝340 m/s)
波的反射的应用2．解析 若汽车静止问题就简单了，现汽车运动，声音传播，如右图所示为汽车与声波的运动过程示意图．设汽车由A到C路程为x1，C点到山崖B距离为x；声波由A到B再反射到C路程为x2，因汽车与声波运动时间同为t，则有x2＝x1＋2x即v声t ＝v汽t＋2x，所以答案　325 m
某列波以60°的入射角从甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射，若反射线与折射线成90°角，波在乙介质中的波速为1.2×105 km/s，求波在甲介质中的速度是多少？
波的折射的应用3．答案　2.1×105 km/s