惠更斯原理课件

波的折射
传播方向
频率f 波速v 波长λ
改变 θ反＝θ入
不变 不变 不变
改变 θ折≠θ入
不变 改变 改变
波的反射的应用
【典例1】 如图 12－6－5 所示，甲、乙两人 平行站在一堵墙前面，二人相距 2a，距
离墙均为 3a，当甲开了一枪后，乙在时
间 t 后听到第一声枪响，则乙听到第二声
枪响的时间为
( )．
●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．
●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.
波现象 比较项
波的反射
●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．
二、波的反射、折射现象中各量的变化
●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．
●(3)反射规律：入射波线、法线和反射波线在 _同__一__平_面__内___ ，入射波线和反射波线分居在等__于___两则， 反射角_法__线__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.
四、波的折射(如图12－6－4所示) ●定 义 ： 波 从 一 种 介 质 射_ _ _入_ _ 另 一 种 介 质 时 ， 波 的 _传_ _ _播_ _方_ _向_ 发 生 改 变 的 现 象 ．
●答案 A
●折 射 角 ( γ ) ： 折 射 波 的波_ _线_ _ _ 与 两 介 质 界 面
_____的夹角γ叫做折射角．
法线
图12－6－4
折射定律：入射波线、法线、折射波线在_同__一__平__面_内，入 射波线与折射波线分居_法__线__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__传_播__速度跟波在第二
波的折射的应用
【典例2】
● 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
图12－6－6
B．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
D．介质Ⅰ中波速 v1 与介质Ⅱ中波速 v2 满足vv12＝ssiinn
图12－6－2
三、波的反射(如图12－6－3所示) ●反 射 现 象 ： 波 遇 到 介 质 界 面 会 返_ _ _ ●回_ _来_ _ _ 继 续 传 播 的 现 象 ．
图12－6－3

反射规律 ●(1)入射角：入射波的_波__线__与界面法__线___的夹角．
●(2)反射角：反射波的波__线___与界面_法__线__的夹角．
种介质中的_传__播_速__度__之比．即__si_sni_n_γ_i _＝__vv_21_ (公式表示)．
(1)定义：由于一定介质中的波速是一定的，所以vv12是一个只 与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数，叫做第 2
v1 种介质对第 1 种介质的折射率，以 n12 表示．n12＝_v_2__．
此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等，
设经过时间
t
听到回声，则声源距障碍物的距离为
s＝v
t 声2.
(2)当声源以速度 v 向静止的障碍物运动或障碍物以速度 v 向静
止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为 s＝(v 声＋
v)2t .
(3)当声源以速度 v 远离静止的障碍物或障碍物以速度 v 远离声源 时，声源发声时障碍物到声源的距离 s＝(v 声－v)2t . 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．
(2)决定因素：因波速由_介__质__决定，故折射率是由_介__质__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．
一、波的反射现象的应用
回声测距：(1)当声源不动时，声波遇到了静止的障碍物会返回 来继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因
乙的耳中的时间为
●答案 C
t′＝AC＋v CB＝4va＝2t.
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．
θ2 θ1
解析 本题以图的形式给出信息，对同学们的观察和信息提 取能力要求较高．图中 MN 为介质界面，虚线为法线，θ1 为 入射角，θ2 为折射角，从图中可直接看出入射角大于折射角(θ1
＞θ2)，则选项 C 错误；根据波的折射定律有vv12＝ssiinn θθ12＞1，
所以 v1＞v2，选项 D 错误，选项 A 正确；声波在液体、固体 中的传播速度大于在气体中的传播速度，选项 B 错误．
A．甲开枪 t 后 C．甲开枪 2t 后
B．甲开枪 3t 后
D．甲开枪
3＋ 2
7 t
后
图12－6－5
解析 乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙
的耳中，故 t＝2va.
甲、乙二人及墙的位置如题图所示，乙听到第二声枪响必
然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如题图中 AC
和 CB，由几何关系可得 AC＝CB＝2a，故第二声枪响传到
波的分类
●(1)球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以 __球_面__为球心的一个个_球__面__ ，波线就是这些_半__径__的 _波__源__ ．如空气中的声波．
●( 2 ) 平 面 波 ： 波 面 是 _平_ _面_ _ 的 波 ， 如 水 波 ．
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．
二、惠更斯原理
●原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子 波的__波_源__，其后任意时刻，这些子波在波前进方向上 的 _包_ _络_ _面_ _ 就 是 新 的 波 面 ．
用惠更斯原理解释波的传播
●如果知道某时刻一列波的某个_波__面__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__波_面__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．
惠更斯原理
一、波面和波线 概念
●( 1 ) 波 面 ： 在 波 的 传 播 过 程 中 ， 任 一 时 刻 _ _振_ _动_状_ _态_ _ 都 相同的介质质点所组成的面．
●( 2 ) 波 线 ： 与 波 面 _垂_直_ _ _ 指 向 _波_传_ _播_ _方_ _向_ _ _ 的 直 线 ．