《波的反射和折射》
高二12.6《波的反射和折射》
例2 某测量员利用回声测距，他站在两平行墙壁间某一位置鸣枪，经过1 s第 一次听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两墙壁间的 距离为多少？
答案 425 m
解析 设两墙壁间的距离为s，测量员离较近的墙壁的距离为x，则他离较远的 墙壁的距离为s－x， 第一次听到回声时，2x＝vt1 第二次听到回声时，2(s－x)＝v(t1＋Δt) 其中Δt＝0.5 s，t1＝1 s，代入数据得：s＝425 m.
12345
巩固2.(波的反射和折射)一列声波在空气中的波长为0.2 m.当该声波从空气中 以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图5所示，若空气中的声速 是340 m/s.求：
图5 (1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率； 答案 1 700 Hz
12345
(2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度； 答案 1 020 m/s 解析 由v＝λf得声波在介质Ⅱ中的传播速度为v2＝λ2f＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s. (3)若声波垂直进入介质Ⅱ，经0.4 s返回空气，则介质Ⅱ的深度为多少？ 答案 204 m 解析 声波经2t ＝0.2 s 传至介质Ⅱ底部，故介质Ⅱ的深度 h＝v2·2t ＝1 020×0.2 m ＝204 m.
பைடு நூலகம்结提升
回声测距的三种情况
1.当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，反射波与入射波在同
一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下用的 时间相等，设经时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为s＝v声·2t . 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远离静止的声源时，声源 发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声－v)·2t .
波的反射与折射
波的反射与折射波的反射与折射是波动现象中的两个重要概念，它们广泛应用于光学、声学以及水波等领域。
本文将从原理、现象和应用等方面探讨波的反射与折射。
一、波的反射原理及现象波的反射是指波在遇到分界面时，一部分能量或振幅返回原来的介质中。
这是由于波在传播过程中遇到分界面发生折射，并且在分界面上遵循一定的反射定律。
1. 反射定律当波从一种介质传播到另一种介质时，入射角度、反射角度和折射角度之间存在一定的关系。
这就是著名的反射定律，表达为：入射角等于反射角，即θi = θr。
其中，θi为入射角，θr为反射角。
2. 反射现象波的反射现象普遍存在于我们的生活中。
例如，当光线照射到镜子上时，部分光线会被镜面反射回来，我们才能看到镜子中的反射图像。
同样地，当声波传播到墙壁上时，声波也会被反射，从而形成回声。
这些都是波的反射现象。
二、波的折射原理及现象波的折射是指波在传播过程中遇到不同介质的边界时，改变传播方向和传播速度的现象。
1. 折射定律波在折射过程中，入射角、折射角以及两种介质的折射率之间有一定的关系，被称为折射定律。
对于光的折射来说，折射定律可以用较为简洁的形式表示为：n1sinθ1 = n2sinθ2。
其中，n1和n2分别为两种介质的折射率，θ1为入射角，θ2为折射角。
2. 折射现象波的折射现象也是常见的。
例如，当光线从空气中进入水中时，光线会改变传播方向，这就是光的折射现象。
同样地，当声波从空气中进入水中时，声波也会发生折射。
这些折射现象在实际应用中非常重要。
三、波的反射与折射的应用波的反射与折射在许多领域都有广泛应用，以下列举几个常见的应用：1. 光学应用光学中的反射与折射被广泛应用于透镜、眼镜、望远镜等光学仪器的设计中。
通过调控光的反射和折射，能够实现像的形成、光线聚焦等功能。
2. 声学应用声波的反射与折射对于音乐厅、录音棚等场所的声学设计非常重要。
通过合理控制声波的反射和折射，可以获得良好的音质和音效。
波的反射与折射
波的反射与折射波是一种能量传播的方式，常常出现在自然界和日常生活中。
波的反射和折射是波在不同介质中传播时的重要现象。
在本文中，我们将探讨波的反射和折射的特点以及它们在现实中的应用。
一、波的反射1. 反射的定义和原理反射是指当波遇到一个界面时，一部分波的能量返回原来的介质中，形成反射波。
反射波的传播方向和入射波传播方向相反，且入射波和反射波在界面上的入射角和反射角相等。
2. 反射规律反射规律是描述反射现象的定律，也称为斯涅尔定律。
根据反射规律，反射角等于入射角，即入射角和反射角相等。
3. 反射现象的应用反射现象在我们的生活中得到广泛应用。
例如，镜子能够反射光线，使我们能够看到自己的形象。
声音的反射也被用于建造音响效果良好的音乐厅和剧场。
反射还被应用于雷达、光纤通信等领域。
二、波的折射1. 折射的定义和原理折射是指波在不同介质之间传播时改变传播方向的现象。
当波从一种介质进入到另一种介质中时，其传播速度改变，导致传播方向的改变。
根据亘古定律，入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在一定的关系。
2. 折射定律折射定律是描述折射现象的定律，也称为斯涅尔定律。
根据折射定律，入射角、折射角和两种介质的折射率之间满足下列公式：n1 × sin(θ1) = n2 × sin(θ2)其中，n1和n2分别为两个介质的折射率，θ1和θ2分别为入射角和折射角。
3. 折射现象的应用折射现象在现实生活中有广泛的应用。
例如，光的折射在眼睛中发挥重要作用，使我们能够看到物体。
折射还被用于透镜、眼镜、显微镜和望远镜等光学仪器中。
此外，折射还在声学和电磁学中起到重要的作用。
总结：波的反射和折射是波在不同介质中传播时的重要现象。
反射是波遇到界面时一部分能量返回入射介质中的现象，反射角等于入射角。
折射是波在不同介质中传播方向改变的现象，其入射角、折射角和介质的折射率满足折射定律。
这些现象在我们的日常生活和科技领域中都有广泛的应用。
《波的反射与折射》课件
本课件将介绍波的基本概念以及波的反射和折射现象。我们将探索这些现象 的规律和实际应用，以及它们在日常生活和工业中的重要性。
波的反射
当波遇到界面时，会发生反射现象。反射定律可以解释波的反射过程，并帮助我们理解光线反射、 声音的回声、以及其他波的反射现象。
反射定律
反射定律描述了入射角和反射角之间的关系。
光线反射
光线反射是最常见的反射现象，可以解释镜子中的倒影。
实际应用
反射现象在光学设备和沙琅面球场等领域中有广泛的实际应用。
波的折射
波在传播的过程中，当遇到媒质的界面时，会发生折射现象。折射定律帮助我们理解光的折射和其 他波的折射现象。
1
折射定律
折射定律描述了入射角、折射角和介质折射率之间的关系。
2
光的折射现象可以观察到折射 光线的弯曲。
水中事物扭曲
折射现象导致了水中看起来形 状扭曲的物体。
全反射
全反射发生在光从一种介质射入另一种折射率较小的介质时，入射角大于临界角的情况下。这种现象在 光纤通信技术中有重要应用。
全反射
全反射是当光从一种介质射 入折射率较小的介质时发生 的反射现象。
光纤通信
全反射在光纤通信技术中被 利用来有效传输光信号。
水中事物扭曲ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
折射现象导致了水中看起来扭曲的现象。
3
实际应用
折射现象在光的折射、眼镜、水下摄影等领域中有广泛的实际应用。
斯涅尔定律
斯涅尔定律是描述光在两种介质之间传播时的折射现象的规律。它帮助我们理解光在不同介质中的传播 路径和速度变化。
斯涅尔定律
光的折射现象
斯涅尔定律描述了折射角、入 射角和介质折射率之间的关系。
波的反射与折射
散射现象
散射现象
当波遇到物质时，由于物质内部结构的复杂性和不均匀性，波的传 播方向发生改变，能量在空间中散布开来。
散射系数
表示物质散射波的能力，与物质的粒径、形状、折射率等因素有关。
大气散射
大气中的气体分子和悬浮颗粒对太阳光和地面反射光的散射作用， 形成天空的颜色和日光的漫射。
吸收与散射的应用
1 2 3
THANKS
感谢观看
当反射系数等于0时，表示没有 能量返回原来的介质，全部能量 透射到其他介质中。
02
波的折射
折射现象
光线从一种介质进入另一种介 质时，传播方向发生变化的现 象。
当光线从光密介质射入光疏介 质时，折射角大于入射角；反 之，折射角小于入射角。
折射现象是光的波动性的一种 表现。
折射定律
也称斯涅尔定律，入射光线、折 射光线和法线在同一平面内，入 射角和折射角正比于两种介质的
折射率。
当光线从光疏介质射入光密介质 时，折射角小于入射角；反之，
折射角大于入射角。
折射定律是描述光在两种介质间 传播时，传播方向变化的基本规
律。
折射率
介质对光的折射率是光在真空中的速度与光在该 介质中的速度之比。
不同介质的折射率不同，同一介质对不同波长的 光折射率也不同。
折射率是波的传播速度的倒数，是表征介质光学 特性的物理量。
波的反射与折射
• 波的反射 • 波的折射 •
波的反射
反射现象
01
02
03
反射现象
当波遇到障碍物或界面时， 会有一部分能量返回原来 的介质的现象。
反射波
反射回来的波被称为反射 波。
反射系数
反射波的振幅与入射波的 振幅之比被称为反射系数。
波的反射与折射
波的反射与折射波是指在介质中传播的能量和信息的扰动。
波的传播过程中经常会遇到介质的边界，这时会出现波的反射和折射现象。
本文将详细介绍波的反射和折射的原理与性质。
一、波的反射波在传播过程中遇到介质的边界时，会发生波的反射现象。
波的反射是指波在遇到介质边界时，一部分能量和信息被返回到原介质中的过程。
波的反射的原理可以用光学的反射来理解。
光在遇到光滑的表面时，会按照角度相等的法则，从入射方向将光线反射出去。
这是因为光在不同介质中传播时会发生速度的改变，从而使得光线在表面上发生折射。
而根据反射定律，光线的入射角等于反射角。
波的反射也符合类似的定律。
当波从一个介质传播到另一个介质时，如果两种介质的密度不同，波的速度会发生变化，从而导致波前形状的改变。
当波遇到介质边界时，一部分波会被反射回去，而另一部分则会折射进入新的介质。
二、波的折射波的折射是指波在传播过程中由于介质的密度不同而改变传播方向的现象。
波的折射也可以用光学的折射来理解。
光在从一种介质传播到另一种密度不同的介质时，由于光在不同介质中传播速度不同，光线会发生方向的改变。
这是因为光在介质中传播时遇到边界的时候，会出现不同的折射率，从而发生折射现象。
根据折射定律，光线从一种介质传播到另一种介质时，入射角和折射角满足一个具体的关系，即n₁sinθ₁= n₂sinθ₂，其中n₁和n₂分别为两种介质的折射率，θ₁和θ₂为入射角和折射角。
这个定律适用于所有的波动现象，包括声波、水波等。
三、波的反射与折射的应用波的反射与折射在生活中有着广泛的应用。
1.光学应用：波的反射与折射是光学中重要的基础知识。
光经过镜面反射可以形成清晰的反射像；折射可以使光经过透明介质时发生偏折，从而实现光的聚焦和放大。
2.声学应用：声波的反射与折射对于声学工程具有重要的意义。
在建筑设计中，适当的反射和折射可以改善音效，提供良好的声音品质。
3.地震勘探：地震波的反射和折射是地震勘探中常用的方法。
波的反射和折射ppt课件
用来表示波的传播方向的线称为波线，波线与各个波面总是垂直 的(图3-21)。
波在均匀介质中传播时，波面的形状不变，波线保持为直线，波 的传播方向也不变，当波从一种介质传播到另一种介质表面时， 又是怎样的情形呢?
我们通过一个实验来观察。
实验室
如图3-22所示，
水波的反射
实验室
在水波槽中放一块长木板:用振动片激发产生水波，使水波的传 播方向与长未板约成45°角。 可以看到，从波源发出的水波遇到长木板后，波的传播方向发生 了变化。
高中物理鲁科版选择性必修第一册
第三章 机械波
3.2 波的反射和折射
在北京天坛公园内，有一处著名的古建筑——回音壁。
1.波的反射
作为一种运动的形式，波既具有一般运动的普遍规律，又具有区 别于其他运动形式的特殊规律。
现在，我们一起来学习与波的传播特性有关的现象和规律。
实验室
水波实验 (1)取一水波槽，在槽里倒入约 2cm深的水。用铅笔笔头持续 触动槽中心的水面，保持大约 每秒触动两次的速率，可产生 水波[图3-20(a)]。
实验发现，从波源发出的水波向前传播，遇到长木板后产生反射， 水波向右传播。
物理学中，把波从一种介质传播到另一种介质表面时，返回原来 介质传播的现象称为波的反射。
回音壁就是利用了声波的多次反射。在空旷的山谷能听见回音， 也是声波的反射现象。
波在遇到障碍物发生反射时，入射 波的波线与反射面法线的夹角称为 入射角，反射波的波线与反射面法 线的夹角称为反射角。
高中物理鲁科版选择性必修第一册
课堂练习
C.雷声轰鸣不绝是声波的多次反射形成的 D.水波从深水区传到浅水区时传播方向发生改变的现象，是波的 折射现象
课堂练习
波的反射和折射课件(共20张PPT)高中物理鲁科版(2019)选择性必修一
当用手附在耳旁时，手就可以反射一部分声波进入人耳，
以提高人耳的接收能力。
辨析
(1)波线一定是平行直线。(
×
)
×)
(3)同一波源的不同波面上的各点振动周期相同。( √ )
(4)波在均匀介质中传播时，波线保持为直线。( √ )
(2)波线有时候与波面垂直，有时候与波面平行。(
的情形呢?
2.波的反射
(1)定义：物理学中，波从一种介质传播到另一种介质表面时， 返回 原来
介质传播的现象。
(2)反射定律：反射波的波线、入射波的波线
和 法线 在同一平面内，反射波的波线和入射
波的波线分别位于 法线 两侧，反射角 等于 入
射角。
入射角(i) ：入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。
如图所示。
波面
(2)波的分类
①球面波：波面是 球面 的波。
波面
波线
②平面波：波面是 平面 的波。
波面
波线
(3)波线：用来表示波的 传播方向 的线称为波线，波线与各个波面总
是 垂直 的。
波在均匀介质中传播时，波面的形状不变，波线保持为直线，波的传
播方向也不变。当波从一种介质传播到另一种介质表面时，又是怎样
5
3.2波的反射和折射
第3章 机械波
在北京天坛公园内，有一处著名
的古建筑—回音壁。一个人对着
墙说话，声波会沿着墙壁传到一
二百米远处被另一个人听到，而
且声音悠长，非常神奇。
为什么会出现这样的现象?
声波的反射。
观察与思考
1.波面和波线
(1)波振面(波面)：从波源发
出的波，经过相同传播时间
《波的反射和折射》 知识清单
《波的反射和折射》知识清单一、波的反射1、定义波遇到障碍物时，会返回到原来的介质中继续传播，这种现象称为波的反射。
2、反射定律（1）反射线、入射线和法线在同一平面内。
（2）反射角等于入射角。
3、反射现象的常见例子（1）对着山谷大喊，能听到自己声音的回音，这就是声波的反射。
（2）在空旷的地方，面对一堵墙拍手，能听到拍手的回声。
4、反射波的特点（1）频率不变：反射波的频率与入射波的频率相同。
这是因为波的频率由波源决定，与传播介质和传播方式无关。
（2）波速不变：在同一种介质中，波速是恒定的。
（3）波长不变：由于频率和波速都不变，根据波长=波速×周期，可知波长也不变。
5、波的反射在生活中的应用（1）雷达：通过发射电磁波并接收反射回来的电磁波来探测目标的位置、速度等信息。
（2）超声诊断：利用超声波在人体组织中的反射来成像，帮助医生诊断疾病。
二、波的折射1、定义波在从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象称为波的折射。
2、折射定律（1）折射线、入射线和法线在同一平面内。
（2）入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质中波速之比。
3、折射现象的常见例子（1）把筷子插入水中，看起来筷子好像在水面处“折断”了，这是光的折射现象。
（2）潜水员在水下看水面上方的物体，位置比实际的高。
4、折射波的特点（1）频率不变：与波的反射相同，频率由波源决定，不会因折射而改变。
（2）波速改变：不同介质中的波速不同，导致波在折射时波速发生变化。
（3）波长改变：由于波速和频率的变化，波长也会相应改变。
5、波的折射在生活中的应用（1）光纤通信：利用光在光纤中的折射来传输信息，具有高速、大容量、低损耗等优点。
（2）透镜成像：凸透镜和凹透镜对光线的折射作用，使得物体能够成像在视网膜上，我们才能看清物体。
三、波的反射和折射的比较1、相同点（1）都遵循一定的规律，反射遵循反射定律，折射遵循折射定律。
（2）波的频率在反射和折射过程中都保持不变。
波的反射和折射-惠更斯原理
当v1＞v2时,i ＞γ即折射线偏向法线；
法线
界面
r
当v1＜v2时,i ＜γ即折射线偏离法线；
当垂直界面入射时， i =0，γ=0，传播方向不变，但仍发生了折
射现象
四、用惠更斯原理解释波的折射
波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同 注意： 1.当入射波速度大于折射波速度时，折射角折向法线。
. .
播 方 向
.
t 时刻波前
t 时刻波前
t + t 时刻波前
t
t + t 时刻波前
二、惠更斯原理
球面波的波面和波线
平面波的波面和波线
二、惠更斯原理 用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面
t + Δ t时刻的波面
vΔt
.........
子波波源
t 时刻的波面
利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几何作图方 法确定下一时刻的波面，从而确定波的传播方向。例如 当波在均匀的各向同性介质中传播时，波面的几何形状 总是保持不变的。
四、用惠更斯原理解释波的折射
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
折射角（r）：折射波的波线与两介质
界面法线的夹角r叫做折射角。
拆射定律：
（法1线）、波折在射介线质在中同发一生平折面射内时，，入入射射线线、介质I
i
和折射线分别位于法线两侧
介质II
（2） v1 sin i
特点：波线与波面互相垂直
波面 波线
平面波的波线： 垂直于波面的平行线
球面波的波线： 沿着以波源为中心的
半径方向向外的射线
克里斯蒂安·惠更斯
§6-3 波的反射与折射
l ]ε( t ) vw
l u2 ( t ) 2usε( t ) Zc i2 ( t ) vw
2use
Zc l (t ) L vw
l ε( t ) vw
终端的反射波电压、电流分别为
u2 (t ) u2 (t ) u2 (t )
us [2e
2
Zc l (t ) L vw
作出无损耗线终端的集 中参数等效电路
终端电压与电流为
R2 R2 l u2 ( t ) 2u2 ( t ) 2usε(t ) R2 Zc R2 Zc vw
1 1 l i2 ( t ) 2u2 (t ) 2usε(t ) R2 Zc R2 Zc vw
2l x 1]ε( t ) vw 2l x 1]ε( t ) vw
us i ( x, t ) [2e Zc
Zc 2l x (t ) L vw
沿线电压、电流的分布函数
u( x, t ) u ( x, t ) u ( x, t )
x usε( t ) us [2e vw
Z c1 x x u ( x, t ) us ( t )ε( t ) Rs Z c1 vw vw
两线联接处的入射波电压为
Z c1 l1 l1 u ( t ) u ( l1 , t ) us ( t )ε(t ) Rs Zc1 vw vw
2
作出无损耗线终端的集中参 数等效电路
1 l 1 l usε(t ) 2usε(t ) Zc vw R2 Zc vw
R2 Z c us l ε( t ) R2 Z c Z c vw
波的反射和折射
反
E− Ⅰ
H−
z
σ1 = 0
σ2 = ∞
& 5、由边值条件： E 1 t = E 2 t | z = 0 = 0 、由边值条件： &
则：1+R=0 → R=-1
& 6、故： E1 、
7、时域： 、时域：
& = ex Eio ( e − jk1z − e jk1z )
2j 2j
& = ex 2Eio sin k1ze
−j
π
2
π E1 = ex 2 2 Eio sin k1 z cos ω t − = ex 2 2 Eio sin k1 z sin ω t 2 & & & & & & = 1 e × E 则： 1 = H i + H r = 1 ( e z × E i − e z × E r ) & H 8、∵ H 、 η1 η k & & 2 Eio 2 E io − jk1z & 即： = e cos k1 z H1 e + e jk1 z 2 = e y y
入射面 k 本章只讨论此种情况 前沿学科探讨的问题
入射面：入射射线与分界面法线构成的平面。 入射面：入射射线与分界面法线构成的平面。 特点：入射面⊥ 特点：入射面⊥分界面
表示入射； 表示反射 表示反射； 表示透(折 射 设：i 表示入射；r表示反射；t 表示透 折)射； 垂直入射 θ =0：垂直入射 入射角： 入射角：入射射线与分界面法线夹角 i 斜入射 θi ≠0：斜入射 电磁波垂直入射时，电场和磁场总是平行分界面的。 电磁波垂直入射时，电场和磁场总是平行分界面的。 斜入射时，电场或磁场可能与分界面不平行。 斜入射时，电场或磁场可能与分界面不平行。 线极化 平行极化： 平行极化：Ei 的方向与入射面平行 圆极化 入射方式 垂直极化: 垂直极化: Ei 的方向与入射面垂直 椭圆极化
人教版高三物理选修3《波的反射和折射》教案及教学反思
人教版高三物理选修3《波的反射和折射》教案及教学反思一、教案1. 教学目标1.掌握波在反射和折射时的基本规律。
2.掌握计算反射和折射的角度。
3.了解常见的反射和折射现象。
2. 教学重点1.波的反射规律。
2.波的折射规律。
3. 教学难点1.波的反射和折射角度的计算。
2.学生对于反射和折射现象的理解及对应的解释。
4. 教学方法1.讲授。
2.实验。
3.探究教学法。
5. 教学过程第一步：引入1.引入本节课的学习内容，并通过展示一些实际的反射和折射现象引起学生的兴趣。
2.介绍波的反射和折射的概念，提出学生的学习任务。
第二步：探究1.引导学生通过观察实验和数据分析，获取波的反射规律和折射规律，并让学生自己探究波的反射和折射的规律。
2.将学生分成小组，让小组之间进行交流和分享，进一步探究波的反射和折射规律。
第三步：讲解1.通过完整的段落讲解，巩固学生对波的反射和折射的规律的理解。
2.讲解波的反射和折射角度的计算，让学生掌握如何计算反射和折射的角度。
第四步：实验1.通过实验的形式，让学生进一步理解波的反射和折射规律以及角度计算方法。
2.引导学生在实验中观察和记录数据，让学生对反射和折射现象有更深入的理解和感性认识。
第五步：归纳与拓展1.通过学生实验所得数据的总结和归纳，让学生进一步巩固对波的反射和折射规律的掌握。
2.介绍常见的反射和折射现象，如镜面反射和光的折射现象，让学生对反射和折射应用更加深入的理解。
6. 教学评价1.学生能够准确掌握波的反射和折射规律和角度的计算方法。
2.学生能够理解并解释常见的反射和折射现象。
3.学生能够通过实验的方式观察和记录波的反射和折射现象，并从实验中获得对反射和折射规律的更深入的理解。
二、教学反思1.教学过程中，在引入环节的展示和探究环节的小组活动中，学生热情高涨，用自己的方式去发现反射和折射的规律。
这种方式不但让学生参与度高，而且激发了他们主动探究和思考的能力。
2.在讲解环节中，语言和解释的方式对学生的理解和掌握非常重要。
惠更斯原理波的反射及折射课件
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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i
A v2 t
B
i
v1t
r
sin i v1 所以 sin r v2
r
C
D
பைடு நூலகம்
反射和折射对比：
波的反射 波的折射
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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
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v1 n 21 v2
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第二种介质相对第一种介质的折射率，用n21表示。
v1 只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数，叫做 v2
sin i v1 sin r v2
• 当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线. • 当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线. • 当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中 的特例．
2.波线
与波面垂直，代表 波的传播方向。
3.波前
波动中，走在最前面 的那个波面称为波前。 波线 平面波
波 前
波在界面处为什么会发生反射 呢？
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波的反射
惠更斯原理对波的反射的解释：
由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点 经t后，波面上的B点恰好到达界面处B′；A点发射 的子波的波面如图所示，包络面为A′B′。 反射波的波线与波面A′B′垂直。
B`B AA`
水 波 的 折 射
波的折射
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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。 折射角（r）： 折射波的波线与两介质界面法线的夹角r 叫做折射角
i
波为什么会发生 折射现象呢？
介质I
介质II
法线
界面
r
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荷兰物理学家
惠 更 斯
惠更斯原理
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1.介质中任一波面上的各点，都可看作 发射子波的波源；
惠更斯原理
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2.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。 Δt 后的波面 包络面：与一族
曲面相切的曲面。 波的传播方向？
t 时刻的波前 t +Δt 时刻的波前
平 面 波
球 面 波
O
最前面的波面叫做波前。 2. 波前： 3. 波线：从波源发出沿着波的传播方向画出的带箭头的线称 为波线，它表示波动的传播方向。波线与波面垂直
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一.惠更斯原理： 介质中任一波面上的各点，都可 以看作发射子波的波源，而后任 意时刻，这些子波在波前进方向 的包络面便是新的波面。
四、波的折射 波在传播过程中，从一种介质进入另一种 1. 折射现象：
介质时，波的传播方向发生偏折的现象。 2. 发生折射的原因： 不同介质中波的传播速度不同。
i A i
C
入射波的波前
r
折射波的波前
B
r
D
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3. 折射定律： （1）入射线、法线、折射线在同
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我们身边的物理
夏天的雷声！
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蝙蝠的“眼睛”：18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎 尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠是靠高频率的尖叫来确 定障碍物的位置的。这种尖叫声在每秒2万到10万赫兹之间， 我们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不到的。这样的声 波称为超声波。蝙蝠发出超声波，然后借助物体反射回来的 回声，就能判断出所接近的物体的大小、形状和运动方式。
ut
平 面 波
球 面 波
ut
R1
O
R2
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波的反射
波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象 叫做波的反射． 法线 入射角（i）： i i'
入射波的波线与法线的夹角
界面
反射角（i’）：
反射波的波线与法线的夹角
波的反射现象有什么规律呢？
波的反射
反射定律：
一平面内； （2）入射线与折射线分居法线两 侧； （3）入射角正弦与折射角正弦之比等于波在第一种介质中传
播速度与在第二种介质中传播速度之比。
sin i v1 sin r v2
（4）在折射中，频率不变，波速和波长都会发生改变。
v1 只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数，叫做 v2
第一种介质对第二种介质的折射率，用n21表示。
AB `B B`AA` A`AB ` BB `A
a′
b a
i i'
A
B
A′
i i'
B′
b′
所以
i` i
以实验为基础的物理
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水波的反射
新的问题
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刚才我们研究了波的反射现象，波的反射过程 中反射波和入射波在同一种介质中，那么如果波由 一种介质进入另一种介质时，会发生什么现象呢？
小结
1．入射波波线反射波波线和法线在 同一平面内．
｛
波 的 反 射 波 的 折 射
定义：波遇障碍物返回继续传播叫波的反射。
规律 ：
｛
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 方向会发生改变，这种现象叫波的折射。
｛
规律：
｛
１．入射波波线折射波波线和法线在同
一平面内．
２． sin i
雷达确定目标 示意图
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波的反射和折射
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还记得小时候向水中扔石子吗？
一、波动中的几个概念
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1. 波面： 从波源发出的波经过同一传播时间而到达的 各点所组成的面，叫做波面。
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隐形飞机F—117
雷达是利用无线电波发现目标， 并测定其位置的设备。由于无 线电波具有恒速、定向传播的 规律，因此，当雷达波碰到飞 行目标(飞机、导弹）等时，一 部分雷达波便会反射回来，根 据反射雷达波的时间和方位便 可以计算出飞行目标的位置。
由于一般飞机的外形比较复杂， 总有许多部分能够强烈反射雷达 波，因此整个飞机表面涂以黑色 的吸收雷达波的涂料。
实验现象：
（1）水波不断通过小孔继续传播 （2）右侧的波面是以小孔为圆心 的半圆形 （3）半圆形波面的形状与原波形 无关，与波源的位置无关。
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惠更斯原理
利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几 何作图方法确定下一时刻的波面，从而确定波 的传播方向。当波在均匀的各向同性介质中传 播时，由于波速保持不变，波面的几何形状也 总是保持不变的。
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入射线、法线、反射线 在同一平面内，入射线与反 射线分居法线两侧，反射角 等于入射角 注意：
i i'
法线
平面
1.反射波的频率、波速和波长都不变 2.波遇到两种介质界面时，总存在反射
波的反射
波线
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子波波源
界面
t 时刻
的波面
子波波源
. . .
.
. . .
.
v Δt
惠更斯原理
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用惠更斯原理确定平面波的波面及传播方向
t +Δt 时刻的波面
. . . . . . . . .
子波波源
v Δt
t 时刻的波面
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实验与探究：
v1 sin r v2
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四.交变电流的图像
思考：如果从与中性面成θ角的位置开始计时， 感应电动势的表达式又是怎样？
几个基本概念
1.波阵面
从波源发出的波经过同一传播 时间而到达的各点所组成的面.
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波面 波线 波 前 球面波 波面
波的折射
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惠更斯原理对波的折射的解释 由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点。
经t后，B点发射的子波到达界面处D点， A点的到达C点。
BD v1t sin i AD AD v2 t AC sin r AD AD
波发生折射 的原因? 波在不同介 质中的速度 不同.