(3—4)惠更斯原理+波的反射与折射PPT课件
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3-4、2、4惠更斯原理、波的发射与折射PPT课件
∴ R△ABC≌R△ADC ∴ ∠DAC=∠BCA 又∵PA ∥QC ∴ ∠PAN1=∠QCN2=ι· ∴ ιˊ·=900－ ∠DAC= 900－ ∠BCA= ∠QCN2= ι·
第2节：惠更斯原理、波的反射与折射
3、波的反射定律 （1）反射波线、入射波线、法线在同一平面上， 反射波线与入射波线位于法线两侧。 （2）反射角等于入射角
3、波的折射定律 （1）折射波线、入射波线、法线在同一平面上， 折射波线与入射波线位于法线两侧。 （2）入射角的正弦与折射角正弦之比等于波在 入射介质的传播速度与波在折射介质的传播速度 之比，而且比值是由两种介质所决定的一常数。
波有介质1进入介质2发生折射时： 若V1＞V2，则ι·＞r ；λ1 ＞ λ2 若V1＜V2，则ι·＜r ；λ1 ＜λ2
惠更斯原理波的反射与折射波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的波源从这些点发出球面形状的子波其后任意时刻这些子波波前的包络面就是新的波前
普通高中课程标准实验教科书《物理》3-4
第二章 《机械波》
第4节 惠更斯原理、波的反射与折射
华阳中学 罗文力
第2节：惠更斯原理、波的反射与折射
一、惠更斯原理
观 察
BC=V1( t2 -t1) AE=V2( t2 -t1) 在R△ABC中:
BC=ACSin∠BAC=ACSinι·
AE=ACSin∠ACE=ACSinr
∴ V1( t2 -t1)=ACSinι ·
V2( t2 -t1)=ACSinr
∴ V1 Sinι· V 2 Sinr
第2节：惠更斯原理、波的反射与折射
的各点所组成的面，叫波面。最前面的波面 叫波前。波面是平面的叫平面波；波面是球 （圆）形的，叫球（圆）形波。
（2）波线 从波源沿着波的传播方向画出的带箭头
第2节：惠更斯原理、波的反射与折射
3、波的反射定律 （1）反射波线、入射波线、法线在同一平面上， 反射波线与入射波线位于法线两侧。 （2）反射角等于入射角
3、波的折射定律 （1）折射波线、入射波线、法线在同一平面上， 折射波线与入射波线位于法线两侧。 （2）入射角的正弦与折射角正弦之比等于波在 入射介质的传播速度与波在折射介质的传播速度 之比，而且比值是由两种介质所决定的一常数。
波有介质1进入介质2发生折射时： 若V1＞V2，则ι·＞r ；λ1 ＞ λ2 若V1＜V2，则ι·＜r ；λ1 ＜λ2
惠更斯原理波的反射与折射波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的波源从这些点发出球面形状的子波其后任意时刻这些子波波前的包络面就是新的波前
普通高中课程标准实验教科书《物理》3-4
第二章 《机械波》
第4节 惠更斯原理、波的反射与折射
华阳中学 罗文力
第2节：惠更斯原理、波的反射与折射
一、惠更斯原理
观 察
BC=V1( t2 -t1) AE=V2( t2 -t1) 在R△ABC中:
BC=ACSin∠BAC=ACSinι·
AE=ACSin∠ACE=ACSinr
∴ V1( t2 -t1)=ACSinι ·
V2( t2 -t1)=ACSinr
∴ V1 Sinι· V 2 Sinr
第2节：惠更斯原理、波的反射与折射
的各点所组成的面，叫波面。最前面的波面 叫波前。波面是平面的叫平面波；波面是球 （圆）形的，叫球（圆）形波。
（2）波线 从波源沿着波的传播方向画出的带箭头
惠更斯原理 波的反射与折射PPT课件
在图中用绿线表示. （3）画出各子波波前的包络面，即反射波的波前.
作在t2时刻各子波波前的切面CD，CD就是子波的包络面，即为反射波
的波前. （4）作出反射线，即垂直于反射波波面的直线.
入射点A与切点D相连，AD即为反射线，与法线的夹角i'为反射角.
通过以上的步骤的分析，我们可以得到波的反射遵循的规律，即为反 射定律.
波线 波面
波线
波面
从实验中可以看到：在直线波纹的水波传播过程中， 到达一个宽度与波长相差不多的狭缝时，水波穿过了狭缝， 狭缝后面的波纹呈圆形，以狭缝为圆心沿半径方向向周边 传去，好像狭缝就是波源一样，如图2-4-2所示.
荷兰物理学家惠更斯研究波的现象时，于1690年提 出：波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的波源， 从这些点发出球面形状的子波，其后任一时刻这些子波波 前的包络面就是新的波前.这就是惠更斯原理.
出的小球面表示子波，这些子波的包
络面，即为t+Δt时刻的波前，图中
用蓝线表示.
球面波
平面波
传 播 方
...
. ut .
传
向
. 波源 .
u t ...
. . .
播 方 向
t 波面
t 波面
t + t 波面
t
t + t 波面
用惠更斯原理确定 下一时刻平面波的波面
t +Δt 时刻的波面
vΔt
... ......
因为 i'DAC i BCA 90
得
i' i
反射定律
入射波的波线
入射波的波面
反射波的波面
反射波的波线
反射定律：当波传播到两种介质的交界处发生反射时， 入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射 线分别位于法线两侧，而且反射角等于入射角；反射 波的波长、频率和波速都与入射波相同.
作在t2时刻各子波波前的切面CD，CD就是子波的包络面，即为反射波
的波前. （4）作出反射线，即垂直于反射波波面的直线.
入射点A与切点D相连，AD即为反射线，与法线的夹角i'为反射角.
通过以上的步骤的分析，我们可以得到波的反射遵循的规律，即为反 射定律.
波线 波面
波线
波面
从实验中可以看到：在直线波纹的水波传播过程中， 到达一个宽度与波长相差不多的狭缝时，水波穿过了狭缝， 狭缝后面的波纹呈圆形，以狭缝为圆心沿半径方向向周边 传去，好像狭缝就是波源一样，如图2-4-2所示.
荷兰物理学家惠更斯研究波的现象时，于1690年提 出：波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的波源， 从这些点发出球面形状的子波，其后任一时刻这些子波波 前的包络面就是新的波前.这就是惠更斯原理.
出的小球面表示子波，这些子波的包
络面，即为t+Δt时刻的波前，图中
用蓝线表示.
球面波
平面波
传 播 方
...
. ut .
传
向
. 波源 .
u t ...
. . .
播 方 向
t 波面
t 波面
t + t 波面
t
t + t 波面
用惠更斯原理确定 下一时刻平面波的波面
t +Δt 时刻的波面
vΔt
... ......
因为 i'DAC i BCA 90
得
i' i
反射定律
入射波的波线
入射波的波面
反射波的波面
反射波的波线
反射定律：当波传播到两种介质的交界处发生反射时， 入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射 线分别位于法线两侧，而且反射角等于入射角；反射 波的波长、频率和波速都与入射波相同.
人教版物理(选修3-4)课件：12.6惠更斯原理(29页)
A．惠更斯原理能够解释波的反射和折射现象 B．惠更斯原理能够解释波的衍射 C．介质中任何一个波面的各点，都可以看成发射子波的 波源 D．惠更斯原理能够解释衍射现象与障碍物或孔的大小关 系
解析 惠更斯原理解释了波的传播方向上的问题，所以能 够解释波的反射现象和折射现象，故A选项正确．同样，惠更 斯原理也可以解释波的衍射，但不能解释衍射现象与孔或障碍 物大小的关系，故B选项正确，D选项错误；由惠更斯原理可 知，C选项正确．
三、波的反射和波的折射 1．波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射现象和 折射现象，一些物理量相应地发生变化，比较如下：
2.说明 (1)频率f由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波 的频率都与入射波的频率，即波源的振动频率相同． (2)波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传 播，故波速不变，而折射波与入射波在不同介质中传播，所以 波速变化．
三、波的反射和折射 1．反射现象：波遇到介质界面会反回来继续传播的现 象． 2．折射现象：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．如图所示．
3．入射角、反射角和折射角 (1)入射角：入射波的波线与界面法线的夹角，如图中i、 θ1 . (2)反射角：反射波的波线与界面法线的夹角，如图中i′. (3)折射角：折射波的波线与界面法线的夹角，如图中θ2.
【解析】
由惠更斯的理论可知，波面就是由振动状态相
同的点组成的面，故A选项正确，B选项错误；由于波在均匀 介质中各个方向的传播速度大小相等，所以一个点波源所形成 的波面是以波源为球心的一个个球面，C选项正确；波线就是 垂直波面向前的波的传播方向，故D选项正确．
【答案】
ACD
巩固练习1 的是( )
(多选题)关于惠更斯的理解，下列说法正确
24惠更斯原理与波的反射和折射PPT课件
N
N
L
I
D
d
A3
i 2d 3
i
d 3 i
A
B1 B2 B3
时刻 t+△t
3.反射规律：反射波的波长、频率、波 速都跟入射波相同．
4. 应用：测回声
四、波的折射
1 定 义 ： 波从一种介质进入另一种介质时，波的 传播方向发生了改变的现象叫做波的折射．
2．折射定律： （1）折射角（r）：折射波的波线与两介
用惠更斯原理解释波的反射
在时刻t，波面与图面的交线AA3到达图示的位置，A点 和界面相遇。此后AA3上个点将依次到达界面。
设经过相等的时间此波阵
面与图面的交线依次与分
界面在B1、B2、B3相遇，
而在 t t，A3点到达B3
点。
N
N
I
i
A2 A3 A1 d i
i
A B1 B2 B3
时刻 t
做出此时刻界面 上各点发出的子 波的包迹。因为 波在同一介质中 传播，速度不变，
质界面法线的夹角r叫做折射角．
（2）折射定律：入射线、法线、折射线在 同一平面内，入射线与折射线分居法线 两侧．入射角的正弦 与 折射角的正弦之 比等于波在第一种介质中的速度 与 波在 第二种介质中的速度之比。
sin i v1 sin r v2
提问与解答环节
Questions And Answers
18
17
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
(3—4)惠更斯原理+波的反射与折射PPT课件
律．
◆观察现象：
水面O点有一波源，水波向四周传播。
O
现象：1）水面上形成一列圆形波； 2）画面上的圆形是朝各个方向传播的波峰 和波谷的质点所 构成的面叫做波面。
波线：
用来表示波的传播方
向的跟各个波面垂直的线
叫做波线。
波线
波线
波面
波面
二．惠更斯原理
(3)物体与声音运动的过程示意图如图2－4－6所示 设听到回声的时间为t，则 v物t＋v海t＝2s. 代入数据解得：t＝0.498 s. 【答案】 (1)340 1530 (2)382.5 m (3)0.498 s
随堂练习
习题1：一列波从一种介质进入另一种介质， 下列说法正确的是 （ BC）
A．频率发生变化 B．波速发生变化 C．波长发生变化 D．频率、波速、波长都发生变化
三、波的折射 1．定义：波在传播过程中，从一种介质进入另一种 介质时，波的传播方向发生_偏__折___的现象． 2．折射定律：波从第一种介质进入第二种介质分界
面处会发生折射现象，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_波__速__跟第二种介 质中的_波__速___之比，即ssiinnri ＝vv12.这就是波的折射定
惠更斯原理的应用：
用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面
t +Δt 时刻的波面
vΔt
.........
子波波源
t 时刻的波面
惠更斯原理的应用：
用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面
t +Δt 时刻
的波面
t 时刻
的波面
.
vΔt .. . . . ..
.
.. . . . ..
子波波源
◆观察现象：
水面O点有一波源，水波向四周传播。
O
现象：1）水面上形成一列圆形波； 2）画面上的圆形是朝各个方向传播的波峰 和波谷的质点所 构成的面叫做波面。
波线：
用来表示波的传播方
向的跟各个波面垂直的线
叫做波线。
波线
波线
波面
波面
二．惠更斯原理
(3)物体与声音运动的过程示意图如图2－4－6所示 设听到回声的时间为t，则 v物t＋v海t＝2s. 代入数据解得：t＝0.498 s. 【答案】 (1)340 1530 (2)382.5 m (3)0.498 s
随堂练习
习题1：一列波从一种介质进入另一种介质， 下列说法正确的是 （ BC）
A．频率发生变化 B．波速发生变化 C．波长发生变化 D．频率、波速、波长都发生变化
三、波的折射 1．定义：波在传播过程中，从一种介质进入另一种 介质时，波的传播方向发生_偏__折___的现象． 2．折射定律：波从第一种介质进入第二种介质分界
面处会发生折射现象，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_波__速__跟第二种介 质中的_波__速___之比，即ssiinnri ＝vv12.这就是波的折射定
惠更斯原理的应用：
用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面
t +Δt 时刻的波面
vΔt
.........
子波波源
t 时刻的波面
惠更斯原理的应用：
用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面
t +Δt 时刻
的波面
t 时刻
的波面
.
vΔt .. . . . ..
.
.. . . . ..
子波波源
惠更斯原理波的反射与折射解析课件
随着科技的不断发展，惠更斯原理的应 用范围越来越广泛，不仅在光学领域有 重要应用，在其他领域如声学、电磁学
等也有广泛的应用。
目前，基于惠更斯原理，科学家们正在 研究新型的光学器件和声学器件，以及
复杂介质中的波传播特性。
未来，惠更斯原理的发展将更加注重数 值模拟和实验验证，以解决实际应用中 的问题，同时也将促进多学科交叉的发
用惠更斯原理设计波前形状
波前形状概念
指在空间中某一点，振动相位相同的点的分布形状。
设计方法
根据惠更斯原理，可以通过设计每个子波的位置和振幅来控制总波 前的形状。
应用场景
在激光雷达、光学通信等领域中，可以利用惠更斯原理设计波前形状 ，从而实现高精度、高效率的信号传输和目标检测等功能。
05
波的反射与折射实验
展。
THANKS
惠更斯原理的提出为波动光学的发展 奠定了基础，对于我们理解光的本质 和传播特性具有重要意义。
02
波的反射原理
波的反射现象
01
波的传播
当波遇到障碍物时，会以与障 碍物形状相似的波形继续传播
。
02
反射波的产生
入射波与反射波同时存在，且 具有相同的频率和波长。
03
反射波的传播方向
反射波的传播方向与入射波相 反，且遵守反射定律。
反射定律
基于光线直线传播的原理，当光 线经过不同介质界面时发生折射
现象。
03
波的折射原理
波的折射现象
波在两种不同介质界面处传播方向发生改变的现象 以光线传播方向改变的现象为主 折射现象是波独有的现象
折射波的特点
波速变化
在两种介质的交界处，波的传播 速度会发生改变
传播方向变化
惠更斯原理波的反射与折射资料课件
惠更斯原理由荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯在17世纪提出，是经典波动理论 的重要组成部分。
惠更斯在研究声波和光波的传播过程中，发现波前的任意点都可以视为新的子波 源，从而提出了这一原理。这一原理的提出为后来的波动理论研究奠定了基础。
02
波的反射原理
反射现象的定义
反射现象
当波遇到障碍物或界面时， 一部分能量会沿着原路径 返回的现象。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
相关领域的前沿研究
1 2 3
非线性波传播研究 非线性波传播是当前研究的热点领域之一，与惠 更斯原理的结合将有助于深入理解波在复杂介质 中的传播行为。
波动方程的求解方法研究 求解波动方程是研究波传播问题的关键，发展新 的求解方法将有助于提高理论模型的精度和可靠 性。
波与物质的相互作用研究 波与物质的相互作用是波传播过程中的重要现象， 研究这一现象有助于深入理解惠更斯原理的适用 条件和局限性。
总结词
惠更斯原理在电磁波传播中，可以应用于无线通信、 雷达、卫星通信等领域。
详细描述
电磁波在传播过程中遇到不同的介质或障碍物时，会 产生反射、折射和散射等现象。惠更斯原理可以用于 分析这些现象，帮助我们理解电磁波的传播特性和行 为。在无线通信和雷达系统中，惠更斯原理可以帮助 我们优化信号的传输和接收效果，提高通信质量和距 离。在卫星通信中，惠更斯原理也有着重要的应用， 例如在卫星信号的覆盖预测和地面站的设计中。
惠更斯原理波的反射与折射 资 料课件
CONTENTS
• 惠更斯原理概述 • 波的反射原理 • 波的折射原理 • 惠更斯原理在波的反射与折射
中的应用 • 惠更斯原理的挑战与未来发展
01
惠更斯原理概述
惠更斯原理定 义
惠更斯原理是指波在传播过程中，可以视为在波前任意一点 处形成子波源，子波源发出的波经过时间再向前传播，其后 任意时刻的波前由这些子波源的波包所确定。
惠更斯在研究声波和光波的传播过程中，发现波前的任意点都可以视为新的子波 源，从而提出了这一原理。这一原理的提出为后来的波动理论研究奠定了基础。
02
波的反射原理
反射现象的定义
反射现象
当波遇到障碍物或界面时， 一部分能量会沿着原路径 返回的现象。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
相关领域的前沿研究
1 2 3
非线性波传播研究 非线性波传播是当前研究的热点领域之一，与惠 更斯原理的结合将有助于深入理解波在复杂介质 中的传播行为。
波动方程的求解方法研究 求解波动方程是研究波传播问题的关键，发展新 的求解方法将有助于提高理论模型的精度和可靠 性。
波与物质的相互作用研究 波与物质的相互作用是波传播过程中的重要现象， 研究这一现象有助于深入理解惠更斯原理的适用 条件和局限性。
总结词
惠更斯原理在电磁波传播中，可以应用于无线通信、 雷达、卫星通信等领域。
详细描述
电磁波在传播过程中遇到不同的介质或障碍物时，会 产生反射、折射和散射等现象。惠更斯原理可以用于 分析这些现象，帮助我们理解电磁波的传播特性和行 为。在无线通信和雷达系统中，惠更斯原理可以帮助 我们优化信号的传输和接收效果，提高通信质量和距 离。在卫星通信中，惠更斯原理也有着重要的应用， 例如在卫星信号的覆盖预测和地面站的设计中。
惠更斯原理波的反射与折射 资 料课件
CONTENTS
• 惠更斯原理概述 • 波的反射原理 • 波的折射原理 • 惠更斯原理在波的反射与折射
中的应用 • 惠更斯原理的挑战与未来发展
01
惠更斯原理概述
惠更斯原理定 义
惠更斯原理是指波在传播过程中，可以视为在波前任意一点 处形成子波源，子波源发出的波经过时间再向前传播，其后 任意时刻的波前由这些子波源的波包所确定。
2017-2018学年沪科版选修3-4惠更斯原理 波的反射与折射 课件(29张)
例1 利用惠更斯原理解释这个现象：如图2
所示，在直线波纹的水波传播过程中，到达
一个宽度与波长相差不多的狭缝时，在狭缝
图2
后面的波纹呈圆形，且以缝为圆心沿半径方向向周边传去.
答案 因波在传播过程中所到达的每一点都可看做新波源，
所以当波面到达挡板上的狭缝时，位于狭缝的点是新波源，
故狭缝后面形成以狭缝为中心的圆形波纹向外传播.
A.声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线 B.声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线 C.水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线 D.空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线 解析 波源相同，声波在水和空气中频率相同，而在水 中波速大，由v＝λf可知，水中波长大，故选A. 答案 A
要点提炼
1.波的反射
Hale Waihona Puke (1)反射现象：波遇到介质界面会 返回来 继续传播的现象.
(2)入射角和反射角： ①入射角：入射波的波线与界面 法线的夹角，
如图3中的α.
②反射角：反射波的 波线与界面法线的夹角，
如图3中的β.
图3
③反射规律：反射角 等于入射角，即α＝β.
2.波的折射
(1)折射现象
波从一种介质进入另一种介质时，波的 传播 方
解析 波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、
波长均相等，A、B错；
波1、3是在两种不同介质中传播，波速不等，但波源
没变，因而频率相等，由λ＝ 得波长不等，故C错，D
对.
v
答案 D
f
针对训练 同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播， 某时刻的波形曲线如图6所示，以下说法正确的是( )
图6
所以x＝
m＝325 m.
惠更斯原理 波的反射与折射幻灯片28页PPT
惠更斯原理 波的反射与折射幻灯片
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、己的饭量自己知道。——苏联
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、己的饭量自己知道。——苏联
惠更斯原理波的反射及折射课件
折射现象
当声波从一种介质进入另一种介质时，例如从空气进入固体材料，或者从一种材 料进入另一种材料，它们会发生折射。由于不同材料的声速和密度不同，声波在 接触界面时会发生折射，改变了它们的传播方向。
06
总结与展望
总结
波的反射
波的折射
惠更斯原理
应用Leabharlann 展望未来研究惠更斯原理是波动现象的基本原理之一， 对于深入理解波的传播和散射等现象具 有重要的意义。未来可以进一步研究惠 更斯原理在不同条件下的表现和特性， 如非线性效应、色散效应等。
惠更斯原理与波的反射
惠更斯原理
反射定律
反射系数
反射现象
惠更斯原理与波的折射
折射现象 折射定律
折射率 全反射
05
应用实例
光学仪器中的反射与折射现象
反射现象
折射现象
水波中的反射与折射现象
反射现象
折射现象
声波中的反射与折射现象
反射现象
声波在遇到障碍物或界面时也会发生反射现象。例如在山谷中，当声波遇到山壁 时会发生反射，形成回声。这些反射回来的声波可以用于探测和识别环境中的物 体和结构。
VS
技术应用
惠更斯原理在光学、声学等领域有着广泛 的应用，随着科技的发展，未来可以进一 步探索惠更斯原理在新型技术中的应用， 如量子通信、超材料等。
THANK YOU
惠更斯原理波的反射及折射件
• 惠更斯原理介绍 • 波的反射原理 • 波的折射原理 • 惠更斯原理与波的反射及折射 • 应用实例
01
惠更斯原理介绍
惠更斯原理的基本概念
01
02
波面
波前传播
03 后续波的形成
惠更斯原理的应用范围
机械波 电磁波
当声波从一种介质进入另一种介质时，例如从空气进入固体材料，或者从一种材 料进入另一种材料，它们会发生折射。由于不同材料的声速和密度不同，声波在 接触界面时会发生折射，改变了它们的传播方向。
06
总结与展望
总结
波的反射
波的折射
惠更斯原理
应用Leabharlann 展望未来研究惠更斯原理是波动现象的基本原理之一， 对于深入理解波的传播和散射等现象具 有重要的意义。未来可以进一步研究惠 更斯原理在不同条件下的表现和特性， 如非线性效应、色散效应等。
惠更斯原理与波的反射
惠更斯原理
反射定律
反射系数
反射现象
惠更斯原理与波的折射
折射现象 折射定律
折射率 全反射
05
应用实例
光学仪器中的反射与折射现象
反射现象
折射现象
水波中的反射与折射现象
反射现象
折射现象
声波中的反射与折射现象
反射现象
声波在遇到障碍物或界面时也会发生反射现象。例如在山谷中，当声波遇到山壁 时会发生反射，形成回声。这些反射回来的声波可以用于探测和识别环境中的物 体和结构。
VS
技术应用
惠更斯原理在光学、声学等领域有着广泛 的应用，随着科技的发展，未来可以进一 步探索惠更斯原理在新型技术中的应用， 如量子通信、超材料等。
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惠更斯原理波的反射及折射件
• 惠更斯原理介绍 • 波的反射原理 • 波的折射原理 • 惠更斯原理与波的反射及折射 • 应用实例
01
惠更斯原理介绍
惠更斯原理的基本概念
01
02
波面
波前传播
03 后续波的形成
惠更斯原理的应用范围
机械波 电磁波
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机械波
惠更斯原理 波的反射与折射
思考感悟 在空旷的山谷中对着山崖喊，能听到回声，夏日 的雷声轰鸣不绝，在空房间里讲话感觉声音很响， 这些都是我们身边常见到的现象，那么产生这些 现象的原因是什么呢？ 提示：声波的反射．
学习目标
1、知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射。 2、知道波发生反射时，反射角等于入射角，反射波的 频率、波速和波长都与入射波相同。 3、知道波发生折射是由于波在不同的介质中速度不同， 知道折射角与入射角的关系。 教学重点： 1、波的反射和折射现象。 2、知道波的反射和折射现象中折射角与入射角及反射 角的关系。 3、理解波发生折射时的频率、波速和波长都不改变。 教学难点： 用波的反射和折射现象解决实际问题。
实例：
回声、混响
用惠更斯原理解释波的反射
由惠更斯原理，AB为波的一个波面
经t后，B点发射的子波到达界面处B`点，A点
发射的子波到达A`点。同种介质，波速不变。
a`
b
ac i
i'
B
vt
A`
i
i'
c` b`
A
B`
B`B AA` AB`B B`AA`
A`AB` BB`A i` i
四．波的折射
入射角i 折射角r
的． (2)应用：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，从而可确定波的_前__进__方__向___．
二、波的反射 1．定义：波在传播过程中，遇到两种介质的分 界面时_返__回__到原介质继续传播的现象． 2．波的反射定律：当波传播到两种介质的交界 处发生反射时，_入__射__线___、 __法__线___、 __反__射__线__ 在同一平面内，入射线与反射线分别位于_法__线__ 的两侧，而且入射角_等__于__反射角；反射波的波 长、频率和波速都与入射波_相__同__ ．
三、波的折射 1．定义：波在传播过程中，从一种介质进入另一种 介质时，波的传播方向发生_偏__折___的现象． 2．折射定律：波从第一种介质进入第二种介质分界
面处会发生折射现象，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_波__速__跟第二种介 质中的_波__速___之比，即ssiinnri ＝vv12.这就是波的折射定
sin i v1 sin r v2
i
B
A
v1t
i
v2t r
D
C
r
☆折射定律：
入射线、法线、折射线在同一平面内，入射 线与折射线分居法线两侧．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速度跟波 在第二种介质中的速度之比。
sin i v1 sin r v2
折射率
n12
v1 v2
☆波的折射 ：
波发生折射的原因：是波在不同介质中的速 度不同
注意： 1.当入射速度大于折射速度时，折射角折向
法线。 2.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法
线。 3.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折
射中的特例。
4.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波 长都发生改变。
波在反射、折射时的频率、波速和波长
频率 波速 波长
取决于 振源 介质
频率和波速
反射时 不变 不变 改变
折射时 不变 改变 改变
小 结：
波
定义：波遇障碍物返回继续传播叫波的反射。
｛ 的
｛ 反
规律 ：
1．入射波波线反射波波线和法线在 同一平面内．
射
２．反射角等于入射角．
｛定义：波从一种介质射入另一种介质时，传播
波 方向会发生改变，这种现象叫波的折射。 的
律．
◆观察现象：
水面O点有一波源，水波向四周传播。
O
现象：1）水面上形成一列圆形波； 2）画面上的圆形是朝各个方向传播的波峰 和波谷。
一．波面和波线
波面：
同一时刻，介质中处于波峰或波谷的质点所 构成的面叫做波面。
波线：
用来表示波的传播方
向的跟各个波面垂直的线
叫做波线。
波线
波线
波面
波面
二．惠更斯原理
用惠更斯原理可解释波的衍射现象 波达到狭缝处，缝上各点都可看作子波源， 作出子波包络，得到新的 波前。在缝的边缘处， 波的传播方向发生改变。
当狭缝缩小，与波长相近 时，衍射效果显著。
衍射现象是波动特征之一。
三．波的反射
反射角 入射角
平面
射角
反射波的波长、频率和波速 都和入射波相同
为了解释与波的传播相关的现象，惠更斯提 出了一个原理。
惠更斯原理内容： 介质中任意波面上的各点，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。
应用： 根据惠更斯原理，知道某一时刻一列波的某个 波面的位置、波速，可以用几何做图法确定下一时 刻的波面。因此这一原理又叫惠更斯作图法，它在 很大程度上解决了波的传播方向问题。
现象：
波从一种介质射入另一种介 质时，传播的方向会发生改 变
特点：
波的频率不改变 波速和波长都发生了改变 入射角与折射角之间满足折 射定律
用惠更斯原理解释波的折射
由惠更斯原理，AB为波的一个波面
经t后，B点发射的子波到达界面处D点，A
点的到达C点，
sin i BD v1t AD AD
sin r AC v2t AD AD
自主学习
一、惠更斯原理 1．波面和波线 (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．
图2－4－1 (2)波线：与波面_垂__直___且指向_传__播__方__向___的直线， 如图2－4－1所示．
2．波的分类 (1)球面波：波面是__球__面__的波，如空气中的声波． (2)平面波：波面是_平__面___的波，如水波． 3．惠更斯原理 (1)内容：介质中波前上的各点，都可以看做一个新 的_波__源__(_子__波__源__)_，并发出子波，其后这些子波的 包络面就是新的_波__面___．它是惠更斯在1690年提出
惠更斯原理的应用：
用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面
t +Δt 时刻的波面
vΔt
.........
子波波源
t 时刻的波面
惠更斯原理的应用：
用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面
t +Δt 时刻
的波面
t 时刻
的波面
.
vΔt .. . . . ..
.
.. . . . ..
子波波源
惠更斯原理的应用：
折 射
｛ 规律：
１．入射波波线折射波波线和法线在同 一平面内．
惠更斯原理 波的反射与折射
思考感悟 在空旷的山谷中对着山崖喊，能听到回声，夏日 的雷声轰鸣不绝，在空房间里讲话感觉声音很响， 这些都是我们身边常见到的现象，那么产生这些 现象的原因是什么呢？ 提示：声波的反射．
学习目标
1、知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射。 2、知道波发生反射时，反射角等于入射角，反射波的 频率、波速和波长都与入射波相同。 3、知道波发生折射是由于波在不同的介质中速度不同， 知道折射角与入射角的关系。 教学重点： 1、波的反射和折射现象。 2、知道波的反射和折射现象中折射角与入射角及反射 角的关系。 3、理解波发生折射时的频率、波速和波长都不改变。 教学难点： 用波的反射和折射现象解决实际问题。
实例：
回声、混响
用惠更斯原理解释波的反射
由惠更斯原理，AB为波的一个波面
经t后，B点发射的子波到达界面处B`点，A点
发射的子波到达A`点。同种介质，波速不变。
a`
b
ac i
i'
B
vt
A`
i
i'
c` b`
A
B`
B`B AA` AB`B B`AA`
A`AB` BB`A i` i
四．波的折射
入射角i 折射角r
的． (2)应用：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，从而可确定波的_前__进__方__向___．
二、波的反射 1．定义：波在传播过程中，遇到两种介质的分 界面时_返__回__到原介质继续传播的现象． 2．波的反射定律：当波传播到两种介质的交界 处发生反射时，_入__射__线___、 __法__线___、 __反__射__线__ 在同一平面内，入射线与反射线分别位于_法__线__ 的两侧，而且入射角_等__于__反射角；反射波的波 长、频率和波速都与入射波_相__同__ ．
三、波的折射 1．定义：波在传播过程中，从一种介质进入另一种 介质时，波的传播方向发生_偏__折___的现象． 2．折射定律：波从第一种介质进入第二种介质分界
面处会发生折射现象，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_波__速__跟第二种介 质中的_波__速___之比，即ssiinnri ＝vv12.这就是波的折射定
sin i v1 sin r v2
i
B
A
v1t
i
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D
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☆折射定律：
入射线、法线、折射线在同一平面内，入射 线与折射线分居法线两侧．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速度跟波 在第二种介质中的速度之比。
sin i v1 sin r v2
折射率
n12
v1 v2
☆波的折射 ：
波发生折射的原因：是波在不同介质中的速 度不同
注意： 1.当入射速度大于折射速度时，折射角折向
法线。 2.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法
线。 3.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折
射中的特例。
4.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波 长都发生改变。
波在反射、折射时的频率、波速和波长
频率 波速 波长
取决于 振源 介质
频率和波速
反射时 不变 不变 改变
折射时 不变 改变 改变
小 结：
波
定义：波遇障碍物返回继续传播叫波的反射。
｛ 的
｛ 反
规律 ：
1．入射波波线反射波波线和法线在 同一平面内．
射
２．反射角等于入射角．
｛定义：波从一种介质射入另一种介质时，传播
波 方向会发生改变，这种现象叫波的折射。 的
律．
◆观察现象：
水面O点有一波源，水波向四周传播。
O
现象：1）水面上形成一列圆形波； 2）画面上的圆形是朝各个方向传播的波峰 和波谷。
一．波面和波线
波面：
同一时刻，介质中处于波峰或波谷的质点所 构成的面叫做波面。
波线：
用来表示波的传播方
向的跟各个波面垂直的线
叫做波线。
波线
波线
波面
波面
二．惠更斯原理
用惠更斯原理可解释波的衍射现象 波达到狭缝处，缝上各点都可看作子波源， 作出子波包络，得到新的 波前。在缝的边缘处， 波的传播方向发生改变。
当狭缝缩小，与波长相近 时，衍射效果显著。
衍射现象是波动特征之一。
三．波的反射
反射角 入射角
平面
射角
反射波的波长、频率和波速 都和入射波相同
为了解释与波的传播相关的现象，惠更斯提 出了一个原理。
惠更斯原理内容： 介质中任意波面上的各点，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。
应用： 根据惠更斯原理，知道某一时刻一列波的某个 波面的位置、波速，可以用几何做图法确定下一时 刻的波面。因此这一原理又叫惠更斯作图法，它在 很大程度上解决了波的传播方向问题。
现象：
波从一种介质射入另一种介 质时，传播的方向会发生改 变
特点：
波的频率不改变 波速和波长都发生了改变 入射角与折射角之间满足折 射定律
用惠更斯原理解释波的折射
由惠更斯原理，AB为波的一个波面
经t后，B点发射的子波到达界面处D点，A
点的到达C点，
sin i BD v1t AD AD
sin r AC v2t AD AD
自主学习
一、惠更斯原理 1．波面和波线 (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．
图2－4－1 (2)波线：与波面_垂__直___且指向_传__播__方__向___的直线， 如图2－4－1所示．
2．波的分类 (1)球面波：波面是__球__面__的波，如空气中的声波． (2)平面波：波面是_平__面___的波，如水波． 3．惠更斯原理 (1)内容：介质中波前上的各点，都可以看做一个新 的_波__源__(_子__波__源__)_，并发出子波，其后这些子波的 包络面就是新的_波__面___．它是惠更斯在1690年提出
惠更斯原理的应用：
用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面
t +Δt 时刻的波面
vΔt
.........
子波波源
t 时刻的波面
惠更斯原理的应用：
用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面
t +Δt 时刻
的波面
t 时刻
的波面
.
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.
.. . . . ..
子波波源
惠更斯原理的应用：
折 射
｛ 规律：
１．入射波波线折射波波线和法线在同 一平面内．