高中物理人教版选修3-4 12.6 惠更斯原理导学案含答案
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-4 12.6 惠更斯原理导学案含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-17 17:19:42 | ||
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文档简介
惠更斯原理
课程目标引航
1．知道波传播到两种介质交界面时，会发生反射和折射。
2．掌握惠更斯原理，应用惠更斯原理解释波的反射和折射现象。
3．了解波面和波线的概念。
情景思考导入
大海里的波浪从深处传到岸边，到达岸边的波纹几乎都是与海岸线平行的，为什么呢？
提示：水面波的传播速度与水的深度有关系，在深水区里的水面波的传播速度大，浅水区的水面波的传播速度小，海浪从深海到达接近海岸的区域时，如果波与海岸线不平行，则接近岸的波就在浅水区，其波速较小，于是渐渐被离岸较远的波赶上。等到整列波浪的深度相等时，就以一致的波速拍岸，故波浪最后总是与海岸线平行。
基础知识梳理
1．波面和波线
(1)如图所示，任何________相同的点都组成一个圆，这些圆叫做____。与波面____的线叫做____，代表了波的________。
(2)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____，波线就是这些球面的____。
(3)平面波：波面是____的波。水波只在水面传播，它属于______。
2．惠更斯原理
(1)内容：介质中任一波面上的各点，都可以看成发射子波的____，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的______就是新的波面。
(2)作用：如果知道某时刻一列波的某个____的位置，还知道____，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而可确定波的________。
3．波的反射
波遇到介质面会返回来继续传播的现象就是波的反射现象。
4．波的折射
波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的________通常会发生改变的现象就是波的折射现象。
重点难点突破
一、惠更斯原理
1．内容：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。
2．用惠更斯原理解释波的传播
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s＝vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离，如图所示。
用惠更斯原理解 用惠更斯原理解
释球面波的传播 释平面波的传播
特别警示
同一波面上的各质点振动情况必须完全相同。
二、波的反射、折射中哪些物理量发生了变化，哪些物理量保持不变
1．波的反射是指波遇到了障碍物就会返回来继续传播，因此波的传播方向发生了变化。反射波与入射波在同一介质中传播，介质决定了波速，因此波速不变。波的频率由波源决定，因此波的频率也不改变，根据公式v＝λf，我们可知波长也不改变。
2．波的折射是波从一种介质射入另外一种介质时传播方向发生了改变的现象，由概念可知，波在折射中传播方向发生变化。由于入射波与折射波在两种不同的介质中传播，因此波速会发生变化。波的频率由波源决定，即频率不变，由公式v＝λf，可知波长发生变化。
随堂练习巩固
1下列说法中正确的是( )。
A．只有平面波的波面才与波线垂直
B．任何波的波线都跟波面垂直
C．任何波的波线都能表示波的传播方向
D．有些波的波面表示传播方向
2下列说法中正确的是( )。
A．在波动现象中，介质中任一波阵面上的点，可看成是子波的波源
B．在波动现象中，沿着传播方向的波峰(或波谷)构成的面是波阵面
C．对于球面波，其波阵面是以波源为圆心的球面，波线是球的半径
D．波动在各向同性的均匀介质中传播时，其波阵面的几何形状可能改变
3在反射过程中，反射波跟入射波相同的量是( )。
A．波长 B．波速
C．频率 D．振幅
4机械波从一种介质进入另一种介质中时( )。
A．波长不发生变化 B．波线不发生变化
C．波速不发生变化 D．频率不发生变化
5从障碍物反射回来的声波要在原来的声波消失后至少经________s到达人耳，人才能将回声和原来的声音区分开来。因此人要听到回声，在空气中距离障碍物的距离至少为________m。(空气中的声速为340 m/s)
基础知识梳理答案：1．(1)振动状态 波面 垂直 波线 传播方向 (2)波源 球面 半径 (3)平面 平面波
2．(1)波源 包络面 (2)波面 波速 传播方向
4．传播方向
随堂练习巩固
答案：1．BC 任何波线都与波面互相垂直，A项错误，B项正确；波线表示波的传播方向，C项正确，D项错误。
2．ABC
3．ABC 反射波与入射波在同一介质中传播，介质决定了波速，因此波速不变。波的频率由波源决定，因此波的频率也不改变，根据公式v＝λf，我们可知波长也不改变。能量在传播过程中会逐渐减少，故振幅也会减小。所以A、B、C三项正确，D项错误。
4．D 由于入射波与折射波在两种不同的介质中传播，因此波速会发生变化。波的频率由波源决定，即频率不变，由公式v＝λf，可知波长发生变化。D项正确，A、C项错误。波线代表了波的传播方向，折射时传播方向会改变，B项错误。
5．解析：回声和原声之间的时间间隔要超过0.1 s，人才能区分原声和回声，这段时间里空气中声波的传播路程为34 m。
答案：0.1 17
课程目标引航
1．知道波传播到两种介质交界面时，会发生反射和折射。
2．掌握惠更斯原理，应用惠更斯原理解释波的反射和折射现象。
3．了解波面和波线的概念。
情景思考导入
大海里的波浪从深处传到岸边，到达岸边的波纹几乎都是与海岸线平行的，为什么呢？
提示：水面波的传播速度与水的深度有关系，在深水区里的水面波的传播速度大，浅水区的水面波的传播速度小，海浪从深海到达接近海岸的区域时，如果波与海岸线不平行，则接近岸的波就在浅水区，其波速较小，于是渐渐被离岸较远的波赶上。等到整列波浪的深度相等时，就以一致的波速拍岸，故波浪最后总是与海岸线平行。
基础知识梳理
1．波面和波线
(1)如图所示，任何________相同的点都组成一个圆，这些圆叫做____。与波面____的线叫做____，代表了波的________。
(2)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____，波线就是这些球面的____。
(3)平面波：波面是____的波。水波只在水面传播，它属于______。
2．惠更斯原理
(1)内容：介质中任一波面上的各点，都可以看成发射子波的____，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的______就是新的波面。
(2)作用：如果知道某时刻一列波的某个____的位置，还知道____，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而可确定波的________。
3．波的反射
波遇到介质面会返回来继续传播的现象就是波的反射现象。
4．波的折射
波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的________通常会发生改变的现象就是波的折射现象。
重点难点突破
一、惠更斯原理
1．内容：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。
2．用惠更斯原理解释波的传播
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s＝vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离，如图所示。
用惠更斯原理解 用惠更斯原理解
释球面波的传播 释平面波的传播
特别警示
同一波面上的各质点振动情况必须完全相同。
二、波的反射、折射中哪些物理量发生了变化，哪些物理量保持不变
1．波的反射是指波遇到了障碍物就会返回来继续传播，因此波的传播方向发生了变化。反射波与入射波在同一介质中传播，介质决定了波速，因此波速不变。波的频率由波源决定，因此波的频率也不改变，根据公式v＝λf，我们可知波长也不改变。
2．波的折射是波从一种介质射入另外一种介质时传播方向发生了改变的现象，由概念可知，波在折射中传播方向发生变化。由于入射波与折射波在两种不同的介质中传播，因此波速会发生变化。波的频率由波源决定，即频率不变，由公式v＝λf，可知波长发生变化。
随堂练习巩固
1下列说法中正确的是( )。
A．只有平面波的波面才与波线垂直
B．任何波的波线都跟波面垂直
C．任何波的波线都能表示波的传播方向
D．有些波的波面表示传播方向
2下列说法中正确的是( )。
A．在波动现象中，介质中任一波阵面上的点，可看成是子波的波源
B．在波动现象中，沿着传播方向的波峰(或波谷)构成的面是波阵面
C．对于球面波，其波阵面是以波源为圆心的球面，波线是球的半径
D．波动在各向同性的均匀介质中传播时，其波阵面的几何形状可能改变
3在反射过程中，反射波跟入射波相同的量是( )。
A．波长 B．波速
C．频率 D．振幅
4机械波从一种介质进入另一种介质中时( )。
A．波长不发生变化 B．波线不发生变化
C．波速不发生变化 D．频率不发生变化
5从障碍物反射回来的声波要在原来的声波消失后至少经________s到达人耳，人才能将回声和原来的声音区分开来。因此人要听到回声，在空气中距离障碍物的距离至少为________m。(空气中的声速为340 m/s)
基础知识梳理答案：1．(1)振动状态 波面 垂直 波线 传播方向 (2)波源 球面 半径 (3)平面 平面波
2．(1)波源 包络面 (2)波面 波速 传播方向
4．传播方向
随堂练习巩固
答案：1．BC 任何波线都与波面互相垂直，A项错误，B项正确；波线表示波的传播方向，C项正确，D项错误。
2．ABC
3．ABC 反射波与入射波在同一介质中传播，介质决定了波速，因此波速不变。波的频率由波源决定，因此波的频率也不改变，根据公式v＝λf，我们可知波长也不改变。能量在传播过程中会逐渐减少，故振幅也会减小。所以A、B、C三项正确，D项错误。
4．D 由于入射波与折射波在两种不同的介质中传播，因此波速会发生变化。波的频率由波源决定，即频率不变，由公式v＝λf，可知波长发生变化。D项正确，A、C项错误。波线代表了波的传播方向，折射时传播方向会改变，B项错误。
5．解析：回声和原声之间的时间间隔要超过0.1 s，人才能区分原声和回声，这段时间里空气中声波的传播路程为34 m。
答案：0.1 17