高中物理-惠更斯原理导学案
【高中物理】人教版选修3-4 12.6 惠更斯原理 教案 Word版含答案
课时12.6惠更斯原理1.知道什么是波面和波线,了解惠更斯原理。
2.认识波的反射现象,并能用惠更斯原理进行解释。
3.认识波的折射现象,并能用惠更斯原理进行解释。
重点难点:波面、波线的概念和惠更斯原理。
以及用惠更斯原理对波的反射规律和折射规律进行解释。
教学建议:本节在已学过的光的反射、折射及回声等知识的基础上,进一步加深对波的特性的理解。
要理解波面、波线等概念及惠更斯原理,并能用惠更斯原理对波的反射规律和折射规律进行解释。
由于这些概念比较抽象,应通过实验演示和日常生活经验来辅助教学。
波的反射和折射是常见的现象,从对现象的研究中概括出规律,再用来解释现象和指导实践,使学生提高学习的兴趣,感受知识的力量。
导入新课:北京天坛的回音壁为圆形,直径为61.5米,周长为193.2米,是用磨砖对缝砌成的,墙面极其光滑整齐。
两个人分东、西方向贴墙而立,一个人靠墙向北说话,无论说话声音多小,也可以使另一人听得清清楚楚,而且声音悠长,堪称奇趣,给人造成一种“天人感应”的神秘气氛。
为什么声音能够传播这么远呢?1.波面和波线任何振动状态①相同的点都组成一个个圆,这些圆叫作②波面,与波面垂直的线代表了波的③传播方向,叫作④波线。
2.惠更斯原理(1)内容:介质中任一波面上的各点,都可以看作可以发射⑤子波的波源,其后任意时刻,这些⑥子波在波前进方向的⑦包络面就是新的波面。
这就是惠更斯原理。
(2)应用:如果知道某时刻一列波的某个⑧波面的位置,还知道⑨波速,利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个⑩波面的位置,从而确定波的传播方向。
还可以利用惠更斯原理说明平面波的传播,解释波的衍射。
(3)局限性:惠更斯原理只能解释波的传播方向,不能解释波的强度,所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小的关系。
3.波的反射和折射(1)回声是声波的反射,利用惠更斯原理可以确定反射波的传播方向。
(2)波从一种介质进入另一种介质后传播方向发生偏折的现象叫作波的折射。
高二物理34导学案 22份2.4 惠更斯原理 波的反射与折射
咸阳市实验中学“链式课堂”课时导学案
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
根据惠更斯原理，只要知道某一时刻的波阵面，就可以确定下
象
与平面法线的夹角i叫做入射角．反射波的波线与平面法线的夹角叫做反射角．
•反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同．
•波遇到两种介质界面时，总存在反射
波的折射：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．
）：折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折
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：
•当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线。
2024-2025学年高中物理第十二章机械波6惠更斯原理教案新人教版选修3-4
1.理论介绍：首先，我们要了解惠更斯原理的基本概念。惠更斯原理是……（详细解释概念）。它是……（解释其重要性或应用）。
2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了惠更斯原理在机械波传播中的应用，以及它如何帮助我们解决问题。
3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调惠更斯原理和机械波传播这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。
作业布置与反馈
1.作业布置：
本节课结束后，我将布置以下作业，以便学生巩固所学知识并提高能力：
a.复习惠更斯原理的基本概念和应用，并总结机械波传播的关键要点。
b.解答课后练习题，包括惠更斯原理的运用和波动方程的计算题目。
c.选择一个与惠更斯原理相关的实际问题，进行分析和解答，并将结果以报告的形式提交。
2024-2025学年高中物理第十二章机械波6惠更斯原理教案新人教版选修3-4
科目
授课时间节次
--年—月—日（星期——）第—节
指导教师
授课班级、授课课时
授课题目
（包括教材及章节名称）
2024-2025学年高中物理第十二章机械波6惠更斯原理教案新人教版选修3-4
课程基本信息
1.课程名称：高中物理第十二章机械波6-惠更斯原理
重点难点及解决办法
1.重点：惠更斯原理的理解和应用。
解决办法：通过生动的实例和动画演示，让学生直观地理解惠更斯原理，并引导学生运用该原理分析实际问题。
2.难点：机械波的传播过程和波动方程的推导。
解决办法：通过互动讨论和数学建模，引导学生逐步推导波动方程，并解释波的传播特点，帮助学生克服困难。
3.重点：波动问题的解决方法。
三、实践活动（用时10分钟）
人教版高二物理选修3-4学案设计-第十二章惠更斯原理
6惠更斯原理一、惠更斯原理1．波面与波线(1)波面：在波的传播过程中，某时刻任何振动状态都相同的介质质点所组成的面，叫波面．(2)波线：指与波面垂直的那些线，代表了波的传播方向．如图所示．2．波的分类(1)球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以波源为球心的一个个球面，波线就是这些球面的半径．(2)平面波：指波面是平面的波．3．惠更斯原理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．将一颗石子投到池塘的中央，可以看到一圈圈的水波由中央向外传播，其中这一圈圈的波峰构成的是波面还是波线？提示：波面．波面由振动状态相同的点组成，而波线对应波的传播方向．二、惠更斯原理的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，从而确定波的传播方向．但无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小关系．三、波的反射1．定义：波遇到障碍物时会返回来继续传播的现象．2．反射定律(1)入射角：入射波线与反射面法线的夹角，如图中的α.(2)反射角：反射波线与反射面法线的夹角，如图中的β.(3)反射定律：反射波线、入射波线和法线在同一平面内，反射波线和入射波线分别位于法线两侧，反射角等于入射角．夏天的雨季，大雨来临前一道闪电过后，接着我们会听到一阵“轰轰隆隆”的雷鸣，说一说这种雷声是怎么形成的．提示：云层积累的大量电荷放电，形成闪电同时发出巨大声音，闪电声在不同云层之间反复反射，所以较长时间内听到“轰轰隆隆”的声音．四、波的折射1．折射现象波在传播过程中，由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，如图所示．2．折射规律 (1)频率：频率不变； (2)波速：发生变化； (3)波长：发生变化． 3．折射定律(1)内容：入射角的正弦跟折射角的正弦之比，等于波在第Ⅰ种介质中的波速与波在第Ⅱ种介质中的波速之比．(2)公式：sin i sin r ＝v 1v 2.考点一 波面和波线 惠更斯原理1．波面在波的传播过程中，振动状态相同的点组成的平面叫做波面．(1)球面波：如图甲所示，球面波的波面是以波源为中心的一个个球面． (2)平面波：如图乙所示，平面波的波面是一个个互相平行的平面． (3)对波面的理解①波面不一定是面，如水波，它只能在水面上传播，水面的波面是以波源为圆心的一簇圆．②球面波传播到离波源很远的距离处时，在空间的某一小区域内各相邻的球形波面可以近似地看成是相互平行的平面，因此可以认为是平面波．2．波线沿波的传播方向与波面垂直的线，叫做波线．它代表了波的传播方向．【拓展延伸】波线和波面有什么关系？(1)在各向同性的均匀介质中，波线与波面垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面．(2)球面波的波线是沿半径方向的射线，平面波的波线是垂直于波面的平行直线，如上图所示．3．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．这就是惠更斯原理．(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．如左图所示．与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播(右图)．在惠更斯原理中，同一波面上的各点都可以看做子波的波源，而且波源的频率与子波源的频率相等.(3)用惠更斯原理解释衍射现象由惠更斯原理知，波面上的每一点都可以看做子波的波源，位于障碍物边缘或狭缝处的点也是子波的波源，所以波可以到达障碍物的后面．惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的强度，所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小之间的关系．【例1】请利用惠更斯原理解释球面波的传播．【导思】 1.惠更斯原理是什么？2．什么样的波叫球面波？【解析】如图所示，以O为球心的球面波在时刻t的波面为γ，按照惠更斯原理，γ面上每个点都是子波的波源．设各个方向的波速都是v，在Δt时间之后各子波的波面如图中小半圆所示，小半圆的半径是vΔt.γ′是这些子波波面的包络面，它就是原来球面波的波面γ在时间Δt后的新位置．可以看出，新的波面仍是一个球面，它与原来球面的半径之差为vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离，其球心为O，其半径方向表示波线，表示了波的传播方向．【答案】见解析【点拨】在利用惠更斯原理解释波的传播时，画Δt时间后子波的波面时，为使图更美观，通常画成均分或对称的形式．如图所示，新的波面γ′与原来球面γ的半径之差为vΔt，表示波向前传播了vΔt的一段距离．解析：理解惠更斯原理是解题的关键．考点二波的反射1．波的反射(1)定义：波遇到障碍物会返回来继续传播的现象，叫做波的反射．(2)入射角和反射角入射角：入射波的波线与法线的夹角，如下图中的α.反射角：反射波的波线与法线的夹角，如上图中的β.(3)波的反射定律波发生反射现象时，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，如图所示，β＝α.反射波与入射波在同一介质中传播，介质决定波速，因此波速不变，波的频率是由波源决定的，因此波的频率也不改变，由此我们可知波长也不改变.即反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同.【例2】 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( )A ．听不到B ．甲开枪3t 后C ．甲开枪2t 后D ．甲开枪3＋72t 后 【导思】 1.枪响后声波直接传到乙和经墙反射后传到乙，哪个路程大？所用时间呢？ 2．声波反射后传到乙所经路程如何计算？【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 ＝2av .甲、乙两人及墙的位置如右图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图中AC 和CB ，由几何关系可得：AC ＝CB ＝a 2＋(3a )2＝2a ，故第二声枪响传到乙的耳中的时间为t ′＝AC ＋CB v＝4av ＝2t .【答案】 C【规律总结】 解决此类问题要注意以下两点：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，考查匀速直线运动的规律的应用．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运动的示意图，再结合几何关系求解．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，此时汽车到山崖的距离有多远？(v 声＝340 m/s)答案：325 m解析：该题考查波的反射在实际问题中的应用．若汽车静止，问题就简单了，现汽车是运动的．右图为汽车与声波的运动过程的示意图．设汽车由A 运动到C 的路程为s 1，C 点到山崖B 的距离为s ；声波由A 传到B 再反射到C 的路程为s 2，因汽车与声波运动时间同为t ，则有s 2＝s 1＋2s ，即v 声t ＝v 汽车t ＋2s ，所以s ＝(v 声－v 汽车)t 2＝(340－15)×22m ＝325 m. 考点三 波的折射1．定义：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象． 2．折射角(γ)：折射波的波线与两介质界面法线的夹角γ叫做折射角．如图所示．3．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在法线两侧．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，即sin i sin γ＝v 1v 2.可见：(1)当v 1>v 2时，i >γ，折射线折向法线．(2)当v 1<v 2时，i <γ，折射线折离法线．(3)当垂直界面入射(i ＝0°)时，γ＝0°，传播方向不改变，是折射中的特例．由于一定介质中的波速是一定的，所以v 1v 2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种介质对第1种介质的折射率，以n 12表示，即n 12＝v 1v 2.(2)在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生变化.(3)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的速度不同. (4)水波的传播速度与水深有关，水越浅，水波传播速度越小. 4．用惠更斯原理证明入射角和折射角的关系从下图可以看出在同一时间Δt 内波在介质1中传播的距离BB ′＝v 1Δt ，波在介质2中传播的距离AA ′＝v 2Δt .又由几何关系得：BB ′＝AB ′sin θ1，AA ′＝AB ′sin θ2，因此有：BB ′AA ′＝AB ′sin θ1AB ′sin θ2＝v 1Δt v 2Δt，即：sin θ1sin θ2＝v 1v 2.由上式可以看出，当v 1>v 2时，θ1>θ2，折射线折向法线，当v 1<v 2时，θ1<θ2，折射线折离法线．5．波的反射、折射现象中各量的变化波向前传播，在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象，一些物理量相应发生了变化，比较如下：【例3】(多选)如图所示，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．若i>r，则声波在介质Ⅰ中的传播速度大于声波在介质Ⅱ中的传播速度B．若i>r，则Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水C．若i>r，则Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气D．声波在介质Ⅰ中的传播速度v1与在介质Ⅱ中的传播速度v2满足v1v2＝sin rsin i【导思】 1.声波从一种介质进入另一种介质时，满足什么规律？2．声波在密度大的和密度小的两种介质中传播，传播速度哪个大？3．声波从传播速度大的介质进入传播速度小的介质，入射角与折射角哪个大？【解析】根据折射定律知v1v2＝sin isin r，故D错误，A正确；因为i>r，则v1>v2，若Ⅰ是空气，则Ⅱ不可能是水，因为声波在空气中的传播速度比在水中小，所以B错误，C正确．【答案】AC【规律总结】应用折射定律解决问题主要涉及以下几个方面：①波从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变．②利用折射定律中入射角与折射角的关系求解介质中波的传播速度．③根据折射定律作出几何关系图形，再利用几何知识及三角函数关系求解．下图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则(D)A．2与1的波长、频率相等，波速不等B．2与1的波速、频率相等，波长不等C．3与1的波速、频率、波长均相等D．3与1的频率相等，波速、波长均不等解析：波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率不变，A、B错误；波发生折射时，频率不变，波速变，波长变，故C错误，D正确．重难疑点辨析波的反射及应用1．回声测距(1)当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被反射回来继续传播，由于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．设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为s＝v声t 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)t2.(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)t2.2．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的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．【典例】如图所示，图(a)是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收的信号间的时间差，测出被测物体的速度．图(b)中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号．设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.0 s，超声波在空气中的传播速度是v＝340 m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图(b)可知，汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离是________m，汽车的速度是________m/s.【解析】设汽车在接收到P1、P2两个信号时距测速仪的距离分别为s1、s2，则有2s1－2s2＝vΔt′，其中Δt′＝(3.5－0.5)－(4.4－1.7)3.5－0.5s＝0.1 s，汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离为：s1－s2＝vΔt′2＝340×0.12m＝17 m.已知测速仪匀速扫描，由图(b)记录数据可求出汽车前进(s1－s2)这段距离所用时间为Δt″＝Δt－Δt′2＝⎝⎛⎭⎫1.0－0.12s＝0.95 s，汽车运动的速度v＝s1－s2Δt″＝170.95m/s≈17.9 m/s.【答案】1717.9回声测距的方法技巧利用回声测距是波的反射的一个重要应用，它的特点是声源正对障碍物，声源发出的声波与回声在同一条直线上传播．(1)若是一般情况下的反射，反射波和入射波是遵从反射定律的，可用反射定律作图后再求解．(2)利用回声测距时，要特别注意声源是否运动，若声源运动，声源发出的原声至障碍物再返回直到听到回声的这段时间与声源的运动时间相同．(3)解决波的反射问题，关键是根据物理情景规范作出几何图形，然后利用几何知识结合物理规律进行解题．1．(多选)下列说法中不正确的是(AD)A．只有平面波的波面才与波线垂直B．任何波的波线与波面都相互垂直C．任何波的波线都表示波的传播方向D．有些波的波面表示波的传播方向解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A错误，选项B正确，只有波线才表示波的传播方向，选项C正确，D错误．2．(多选)下列说法正确的是(AC)A．声波的反射遵守与光波反射类似的反射定律B．声波发生折射时，频率、波长、波速均要改变C．声波是纵波D．声波是横波解析：一切波都能发生反射现象，故它们遵守类似的反射定律，A对，声波发生折射时频率不变，波速、波长均要改变，B错，声波是纵波，C对，D错．3．某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340 m/s，那么他至少要离障碍物多远？(原声与回声区分的最短时间0.1 s)答案：17 m解析：在波的反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同，只有声波从人站立的地方到障碍物再返回来全部经历的时间在0.1 s 以上，才能辨别出回声，设障碍物至少和人相距为s ，则应为2s ＝v t .可得s ＝v t 2＝340×0.12m ＝17 m. 4．一个观察者在高处用望远镜注视在地上的木工以每秒2次的频率击钉子，他听到声音时恰好看到击锤动作．若观察者距木工680 m ，当木工停止击锤后，他还能听到几次击钉声？(声波在空气中的传播速度为340 m/s)答案：4次解析：题中木工击钉子产生的声波属于一种时间短暂的“脉冲波”．设脉冲的间距为d ，由于声速是v ＝340 m/s ，木工击钉频率为f ＝2 Hz.所以d ＝v f ＝3402m ＝170 m.因此在680 m 距离内有n ＝680170＝4个脉冲间隔，也就是说木工停止击锤后还能听到4次击钉声．5．某船的前面有一座悬崖，船在下列两种不同情况下对悬崖发射声波，都在5 s 后听到回声．如果声音在空气中传播的速度v 1为340 m/s ，则在发声时悬崖和船之间的距离各是多少？(1)船静止不动(相对于地球)；(2)船向悬崖航行的速度v 2为10 m/s.答案：(1)850 m (2)875 m解析：(1)当船静止不动时，声音在船和悬崖之间往返一次所经过的路程为悬崖和船之间距离s 1的两倍，因声波匀速传播，故有2s 1＝v 1t s 1＝12v 1t ＝850 m. (2)船向悬崖航行，在5 s 内船航行的距离为s ′＝v 2t ＝10×5 m ＝50 m声波在5 s 内前进的距离为s ″＝v 2t ＝1 700 m船跟悬崖间的距离为s 2＝s ′＋s ″2＝875 m.。
人教版高二物理选修3-4 12.6惠更斯原理教学设计
《惠更斯原理》教学设计一、教学目标1.知识与技能（1）知道波面和波线的概念，了解惠更斯原理的表述；（2）能用惠更斯原理解释波的衍射现象；（3）能用惠更斯原理解释波的反射现象；（4）能用惠更斯原理解释波的折射现象。
2.过程与方法（1）通过初中学习过的光的反射、折射实验引入，启发学生对波的传播方向有一个由浅入深的认识；（2）利用发波水槽的分组实验，帮助学生对波的反射、衍射有一个形象直观的认识，为理解惠更斯原理做好必要的铺垫；（3）引导学生通过画波面图，理解惠更斯原理，并用惠更斯原理对波的衍射、反射、折射做出解释；再配合实例展示波的反射、折射在生产、生活中的应用。
3.情感、态度与价值观通过惠更斯原理引导学生对物理现象背后物理规律、原理的思索与探究。
再引导学生用物理原理来认识、分析生活中的现象。
从生活到物理，又从物理到生活。
二、学情分析本节内容选自人教版高中物理《选修3-4》第十二章《机械波》的最后一节，前面学生已经学习了波的基本概念以及波的衍射现象等，本节内容是用惠更斯原理解释波传播相关的现象——衍射、反射、折射。
学生在初中已经对光的反射、折射有了一定的认识，高中阶段又对波的衍射进行了一定的学习，所以本节的授课就基于学生对波传播有了一定的感性认识的基础上，来介绍波传播的理论依据——惠更斯原理；进而用惠更斯原理解释波的衍射、反射、折射现象。
三、重点难点1.教学重点：理解波面、波线的含义；理解惠更斯原理；2.教学难点：用惠更斯原理解释波的衍射、反射和折射现象。
四、教学器材发波水槽、半圆形玻璃砖、激光笔、平板电脑、手机（学生自带）等。
五、教学过程（一）引入：温故知新用一张照片（光的反射、折射）回顾初中学习过的光的反射、折射现象。
再用PPT展示另一张照片（水波的反射），让学生猜测这是什么的照片。
学生相互轻声讨论，提出不同的观点。
教师：同学们这是一张水波反射的照片。
（教师用PPT 讲解照片细节。
）（二）课堂实验：水波的反射、衍射教师继续：如果大家觉得不过瘾的话，还可以分组，亲自动手进行实验。
高二物理2.4惠更斯原理波的反射与折射教学设计
《惠更斯原理波的反射与折射》教课方案【教课目的】（一）知识与技术1、知道波流传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，反射波的频次、波速和波长都与入射波同样。
3、知道波发生折射是因为波在不一样的介质中速度不一样，知道折射角与入射角的关系。
（二）过程与方法培育学生对实验的察看、剖析和归纳的能力。
（三）感情、态度与价值观1、经过对现象的察看、解说、培育学生察看生活，探究知识的能力。
2、经过学习惠更斯原理，领会物理学家研究物理现象时极为奇妙的思想方法【学情剖析】学生在初中已经学习过光的反射和折射现象以及声音的反射现象。
所以本节课的学习学生有必定基础，本节课学生的学习难点在于接受一些新观点和惠更斯原理，并利用机械波的基本知识和惠更斯原理推导波的反射定律和折射定律，激发学生学习物理的兴趣。
而最后的落脚点却在应用两个定律剖析问题解决问题上。
【教课思路】经过波面和波线的观点教课，是学生学会确立波面和波线；并向学生介绍子波的观点和惠更斯原理；用惠更斯原理推导波的反射定律和波的折射定律；这样教课的目的在于是学生宽阔视线，认识科学家研究物理现象的极为奇妙的思想方法。
经过例题和练习，使学生娴熟掌握入射角、反射角、折射角和折射率的观点和反射定律和折射定律，并会应用解题。
【教课重点、难点】1、察看和理解波的反射和折射现象。
2、理解波的反射定律和折射定律，知道波的反射和折射现象中反射角、折射角与入射角的关系。
3、理解波发生反射时的频次、波速和波长都不改变，而波发生折射时，频次不变，但波速和波长会发生变化。
【教课方法】教法：实验察看法、指导阅读法和启迪式讲解法。
学法：察看、阅读、思虑议论与沟通。
【教课流程】现及惠反射定律相更象关斯典型例题讲堂练习部署作业演概原示念理折射定律【教课过程及知识重点】一、波的反射和折射现象1、复习声音的反射现象、光的反射和折射现象教师：指引复习学生：思虑回首2、水波的反射和折射教师：演示实验，并指导学生察看认识（可采纳发波水槽和实物投影仪，也可利用多媒体播放实验视频）学生：察看实验，认识现象二、惠更斯原理（认识惠更斯对波流传规律的研究）1．有关观点：波面、波前和波线：教师：指引学生思虑问题：怎样表示波流传的方向？而后指导学生阅读教材40页有关内容，理解1）什么是波面？什么是波线？2）关于水波和空间一点发出的球面波和平面波为例，怎样理解波面和波线？学生：阅读教材，思虑理解：（1）向各个方向流传的波峰（或波谷）在同一时辰组成的，叫做波面。
高中物理人教版选修3-4第12章第6节教案设计《惠更斯原理》无答案
惠更斯原理教学目标1. 知识与技能(1)知道波面和波线的概念；(2)掌握惠更斯原理，并掌握其内容，并能用其解释波的传播方向、波的反射、波的折射等现象。
2. 过程与方法经历用惠更斯原理来解释相关现象的过程。
3. 情感、态度、价值观(1)比较机械波与电磁波的相同处，体会物理学的统一性；(2)体会物理学的发展方式之一，为解释某些现象而提出相关原理。
教学重难点重点：(1)惠更斯原理；(2)用惠更斯原理解释波的传播、折射、反射等现象。
难点：用惠更斯原理解释波的传播、折射、反射等现象。
新课引入教师提问：我们在前面学习了波的传播、折射和反射，这些现象分别有什么规律呢？教师提问后，重述答案。
老师提问：我们在学习了光的折射和反射，这些现象有什么规律？教师提问后，重述答案。
教师口述：为什么机械波和光会有这些现象呢？为了解释这些现象，我们今天就来学习惠更斯原理。
讲授新课一、波面和波线1.波面在波的传播过程中，任一时刻介质中任何振动状态相同的点联结成的面叫做波阵面或波面，如图所示.如，水面上某点有一振源，水波向四周传开，由于向各个方向的波速都是一样的，所以向四面八方传播的波峰（波谷）组成了一个个的圆，这些圆就是波面.波面为球面的波叫球面波，波面为平面的波叫平面波.点波源在各向同性均匀介质中向各方向发出的波就是球面波（如图12-4-1甲中所示），其波面是以点波源为球心的球面，球面波传播到离点波源很远的距离处时，在空间的某一小区域内各相邻的球形波面可以近似地看作是相互平行的平面，因此可以认为是平面波（如图12-4-1乙）所示.深化升华波面是球面的波叫球面波，波线是这些球面的半径.波面是平面的波叫平面波，波线是互相平行的直线.2.波线沿波的传播方向作一些带箭头的线，叫做波线.（1）波线的指向表示波的传播方向.（2）在各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直.（3）球面波的波线是沿半径方向的直线，平面波的波线是垂直于波面的平行直线（如图12-4-1所示）.记忆要诀方向关系可简记为：波线指向波传播，垂直波线是波面.二、惠更斯原理1.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，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.利用惠更斯原理解释波的传播如左下图，以O为球心的球面波在时刻t的波面为γ，按照惠更斯原理，γ面上每个点都是子波的波源.设各个方向的波速都是v，在Δt时间之后各子波的波面如图中虚线所示，虚线圆的半径是vΔt.γ′是这些子波波面的包络面，它就是原来球面波的波面在时间Δt后的新位置.可以看出，新的波面仍是一个球面，它与原来球面的半径之差为vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离.与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播（如右下图）.用惠更斯原理解释球面波的传播用惠更斯原理解释球面波的传播 三、波的反射1.波的反射波遇到障碍物会返回来继续传播的现象，叫做波的反射.深化升华反射波与入射波的波长、频率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，使反射波传播的能量减少.2.反射定律（1）入射波线、法线、反射波线在同一平面内，且反射角等于入射角.（2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同.四、波的折射1.波的折射波从一种介质射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象，叫做波的折射.2.折射定律（1）内容：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.（2）公式：21sin sin θθ=21v v 式中θ1和θ2分别为波在介质1中的入射角和在介质2中的折射角，v 1和v 2分别为波在介质1和介质2中的波速.3.折射率 由于一定介质中的波速是一定的，所以21v v 是一个只与两种介质的性质有关而与入射角无关的常数，叫做第2种介质对第1种介质的折射率，以n 12表示：n 12=21v v 当n 12＞1，即v 1＞v 2时，折射线偏向法线.当n12＜1，即v1＜v2时，折射线偏离法线.深化升华在波的折射和反射现象中，波的频率是始终保持不变的，只是在折射中，由一种介质进入另一种介质中时，波速、波长发生变化.问题·探究交流讨论探究问题波的反射现象和波的折射现象都是机械波具有的现象，波的反射现象和波的折射现象有什么不同点？探究过程：波的反射现象是指波遇到障碍物会返回来继续传播的现象，在反射中入射波的波线、反射波的波线和界面法线在同一平面内：反射角等于入射角.而波的折射是指波从一种介质射入另一种介质时，传播的方向会发生改变的现象，在折射中入射波的波线、折射波的波线和界面法线在同一平面内；入射角的正弦与折射角的正弦之比，等于在第一种介质中的传播速率与在第二介质中的传播速率之比.两种现象中最大的不同点是反射波与入射波的波长、频率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，使反射波传播的能量减少；而在波的折射现象中，波的频率是始终保持不变的，由一种介质进入另一种介质中时，波速、波长发生变化.探究结论:波的反射现象和波的折射现象有着不同点.方案设计探究问题试设计一个实验观察水波的反射.探究过程：在水波演示槽中放一块长木板，让振动片激发平面波，使平面波波面与长木板约成45°角（如图所示）.可以看到，从波源发出的平面波遇到长木板后，波面的形状以及波的传播方向都发生了变化.探究结论:可以观察到水波的反射.。
《惠更斯原理》 导学案
《惠更斯原理》导学案一、学习目标1、理解惠更斯原理的内容。
2、能用惠更斯原理解释波的反射和折射现象。
3、了解波的衍射现象，知道明显衍射的条件。
二、知识梳理（一）惠更斯原理1、内容：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的包络面就是新的波面。
2、理解：惠更斯原理表明，可以把波前看成是一个新的波源，由这些新波源发出的波在传播过程中相互叠加，形成新的波面。
（二）波的反射1、现象：波遇到障碍物会返回来继续传播。
2、反射定律：反射线、入射线和法线在同一平面内，反射线和入射线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。
3、用惠更斯原理解释波的反射：当波传播到障碍物时，波面上的各点都可以看作子波的波源。
障碍物表面上的点可以看作新的波源，发出与入射波同频率的子波。
这些子波的包络面就是反射波的波面。
（三）波的折射1、现象：波从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变。
2、折射定律：折射波与入射波在同一平面内，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波速与在第二种介质中的波速之比。
3、用惠更斯原理解释波的折射：当波从一种介质进入另一种介质时，由于两种介质的波速不同，在同一时刻，介质中波前上的各点到达分界面的距离不同，从而使波前发生倾斜，形成折射波。
（四）波的衍射1、定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象。
2、明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
三、重点难点解析（一）惠更斯原理的应用惠更斯原理可以很好地解释波的反射、折射和衍射等现象。
在应用惠更斯原理时，需要注意以下几点：1、确定波前的位置和形状。
2、根据波前上的点作为子波源，画出子波的传播方向。
3、找到子波在一段时间后的包络面，即为新的波面。
（二）波的反射和折射的比较1、相同点都遵循几何光学的规律，如反射定律和折射定律。
都涉及波的传播方向的改变。
2、不同点反射时波的频率、波长和波速不变，折射时波的频率不变，但波长和波速会发生变化。
高中物理选修3-4学案1：12.6 惠更斯原理
6 惠更斯原理[学习目标定位]1.知道什么是波面和波线。
2.了解惠更斯原理，会用惠更斯原理解释波的反射与折射现象.3.认识波的反射和折射现象，知道反射定律和折射定律。
知识储备区 知识链接光的反射定律：光从一种介质射到两种介质的分界面时发生反射，反射光线与入射光线、法线处在________，反射光线与入射光线分别位于法线的________，反射角________入射角． 新知呈现 一、惠更斯原理波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的________，从这些点发出________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________。
二、波的反射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________内，入射线与反射线分别位于________两侧，而且反射角________入射角；反射波的波长、频率和波速都与入射波相同． 三、波的折射波在介质中发生折射时，入射线、法线、折射线(即折射波线)在________内，入射线与折射线分别位于________两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于波在第一种介质中的________跟波在第二种介质中的________之比，即12v v ＝sin sin ir. 学习探究区 一、惠更斯原理 [问题设计]把一颗石子投到平静的池塘里，会激起一圈圈起伏不平的水面波向周围传播，你知道向四面八方传播的波峰(波谷)为什么组成一个个圆形吗？[要点提炼]1．波面与波线(1)波面：从波源发出的波经过同一________而达到的各点所组成的面，叫做波面，最前面的波面叫做________如图1所示．图1波面为球面的波叫球面波．波面为平面的波叫平面波．(2)波线：从波源沿着波的________画出的带箭头的线称为波线，它表示波的________ 2．惠更斯原理(1)内容：波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的________，从这些点发出________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________，这就是惠更斯原理．又叫惠更斯作图法．(2)应用：如果已知一列波某时刻________的位置，还知道________，根据惠更斯原理就可以得到下一时刻________的位置，从而确定波的________二、波的反射和折射[问题设计]1．对着山崖或高墙说话时，能听到回声；夏日的雷声在云层间轰鸣不绝，你知道这是怎么回事吗？2．波不仅有反射现象，也有折射现象，请用惠更斯原理解释波的反射和折射现象．[要点提炼] 1．波的反射(1)概念：波在传播的过程中，遇到两种介质的________时返回到________继续传播的现象叫做波的反射．图2(2)反射定律：如图2所示，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________内，入射线与反射线分别位于________两侧，而且反射角________入射角．反射波的波长、频率和波速都与入射波________ 2．波的折射(1)概念：波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生________的现象叫做波的折射．(2)实质：波发生折射的原因是在不同介质中波的________不同．图3(3)折射定律：如图3所示，波在介质中发生折射时，入射线、法线、折射线(即折射波线)在________内，入射线与折射线分别位于________两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于波在第一种介质中的传播速度跟波在第二种介质中的传播速度之比，即v1v2＝sin i sin r .[延伸思考]波向前传播的过程中，在两个介质的界面同时发生了反射和折射现象，你知道反射波和折射波的频率f 、波速v 和波长λ各自是如何变化的吗？请完成下表.课堂小结自我检测区1．关于振动图象和波的图象，下列说法中正确的是()A．振动图象研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化，而波的图象研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布B．振动图象的形状不随时间变化，而波的图象的形状随时间而变化C．简谐运动图象和简谐波的图象其形状都是正弦(或余弦)曲线D．振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状，波的图象其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状2．一简谐横波在x轴上传播，在某一时刻的波形图如图所示，已知此时质点F的运动方向向下，则()A．此波沿x轴负方向传播B．质点D此时向下运动C．质点B将比质点C先回到平衡位置D．质点E的振幅为零3．如图所示，下列说法中正确的是()A．此列波的振幅是0.1 mB．x＝15 m处质点的位移是0.1 mC．若A的速度沿y轴正方向，则B的速度亦沿y轴正方向D．A的加速度为沿y轴负方向，而B、C的加速度沿y轴正方向4．如图8－3所示画出了一列向右传播的横波在某个时刻的波形图线，由图线可知()A．质点b此时的位移是零B．质点b此时向－y方向运动C．质点b的振幅是2 cmD．质点d此时的加速度沿正方向5．一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为x＝0。
惠更斯原理+教学设计 高二下学期物理人教版选修3-4
高二物理选修3-4第十一章机械波第六节惠更斯原理教学目标：1.知道什么是波面和波线2.认识波的反射现象，并能用惠更斯原理进行解释3.认识波的折射现象，并能用惠更斯原理进行解释教学重点：波面、波线的概念和惠更斯原理教学难点：用惠更斯原理对波的反射规律和折射规律进行解释教学过程：一、导入新课、板书课题导入：我们之前说了，波会绕过障碍物进行传播，可是我们生活中观察到的却不是，比如光的反射折射，那这到底是因为什么呢？二、出示目标、明确任务1、熟记什么是波面、波线以及他们之间的关系2、掌握惠更斯原理，用惠更斯原理解释有关现象3、理解波的反射规律，折射规律以及简单的应用三、学生自学、独立思考阅读课本40-42页内容，找到书中的知识点、重点、困惑点四、自学指导、紧扣教材1、阅读课本有关“波面和波线”的相关内容，回答下列问题。
○1水面上的一个点波源，其形成的水波的波面我们如何来描述？其水波的波线我们又如何来描述？○2射向空中的焰火在高空中爆炸，发出巨大的声响，我们如何来描述这个声波的波面和波线？○3在同一种均匀的介质中，波面是不是都是曲面或曲线？波线是不是都是直线2、阅读课本有关“惠更斯原理”部分的相关内容，回答下列问题：○1利用惠更斯原理解释波的传播的步骤？如何利用惠更斯原理解释球面波或者平面波的传播○2惠更斯原理是如何解释衍射现象的？惠更斯原理能解释衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系吗？3、阅读课本中有关“波的反射和折射”部分的相关内容，回答下列问题：○1如何利用惠更斯原理解释反射角等于入射角？○2如何利用惠更斯原理解释折射角与入射角不相等？五、自学展示、精讲点拨1、假设水面O点有一个波源，水波向四周传开。
由于向各个方向的波速都一样，所以向四面八方传播的波峰组成了一个个圆，波谷也组成了一个个圆；实际上，任何振动状态相同的点都组成了一个个圆。
我们把这些圆叫做一个个波阵面或波面（图12.4-2），而与波面垂直的那些线代表了波的传播方向，叫做波线。
高中物理12.6惠更斯原理学案新人教版选修34
惠更斯原理【学习目标】理解波面和波线的概念并会肯定波面和波线掌握惠更斯原理知道入射角、反射角、折射角和折射率的概念掌握反射和折射定律并会应用解题1．在波的传播进程中，某时刻任何振动状态________的介质质点所组成的圆叫波面，而与波面垂直的那些线代表了波的________________，叫做波线．2．介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的________，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的____________就是新的波面，这就是惠更斯原理．3．利用惠更斯原理可以肯定______________________，可以解释波的衍射现象中______________________，不能解释波的________，所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的________的关系．4．波碰到介质界面会____________继续传播的现象叫波的反射现象，机械波发生反射时与光的反射规律类似，即________________________________．波从一种介质射入另一种介质时，波的________________发生改变的现象叫波的折射现象．5．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．同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同C．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面D．无论如何的波，波线始终和波面垂直6．下列说法正确的是( )A．入射波面与法线的夹角为入射角B．入射波面与界面的夹角为入射角C．入射波线与法线的夹角为入射角D．入射角跟反射角相等7．对于波的熟悉，下列说法中正确的是( )A．潜艇利用声呐探测周围物体的散布情况，用的是波的反射原理B．隐形飞机的表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷雨天雷声轰鸣不绝是波的多次反射D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象【自主探讨】一、惠更斯原理阅读讲义P32完成以下填空:1．波面波源引发的振动在介质中向各个方向传播，若是把某一时刻的点连接起来组成一个面，这个面就叫波阵面或波面。
高中物理 第二章 机械波 4 惠更斯原理 波的反射与折射学案 教科版选修34
4 惠更斯原理波的反射与折射[学习目标] 1.知道什么是波面和波线.2.了解惠更斯原理，会用惠更斯原理解释波的反射与折射现象.3.认识波的反射和折射现象，知道反射定律和折射定律.一、惠更斯原理1.内容：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.又叫惠更斯作图法.2.应用：根据惠更斯原理，由已知的某一时刻波前确定下一时刻波前，从而确定波的传播方向.二、波的反射与折射1.波的反射(1)定义：波在传播的过程中，遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象叫波的反射.(2)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.2.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，波传播的方向发生偏折的现象叫做波的折射.(2)折射定律波在介质中发生折射时，入射线、法线、折射线(即折射波线)在同一平面内，入射线与折射线分别位于法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于波在第一种介质中的传播速度跟波在第二种介质中的传播速度之比.对给定的两种介质，该比值为常数.v1 v2＝sin i sin r(3)结论①当v1＞v2时，i＞r，折射线偏向法线.②当v1＜v2时，i＜r，折射线偏离法线.③当垂直界面入射(i＝0)时，r＝0，传播方向不变，是折射中的特殊情况.[即学即用] 判断下列说法的正误.(1)在波的传播过程中，介质中所有参与振动的质点都可以看做是新的波源.( √)(2)同一波面上的各质点振动情况可能不相同.( ×)(3)波发生反射和折射时波的频率都不变，但波长、波速均发生变化.( ×)(4)波的折射和反射现象都可以用惠更斯原理解释.( √)一、惠更斯原理[导学探究] 把一颗石子投到平静的池塘里，会激起一圈圈起伏不平的水面波向周围传播，向四面八方传播的波峰(波谷)是否会组成一个个圆？与这些圆的切线垂直的线能否表示波的传播方向？答案因为水波由波源向四周传开，向各个方向的波速都一样，所以向四面八方传播的波峰(波谷)组成一个个圆.与这些圆的切线垂直的线能表示波的传播方向.[知识深化] 对惠更斯原理的理解(1)惠更斯原理中，同一波面上的各点都可以看做子波的波源.波源的频率与子波波源的频率相等.(2)在各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直.例1(多选)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.平面波的波线是垂直于波面的平行线答案ACD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正确，B 错误；由波面和波线的概念，不难判定C、D正确.二、波在反射、折射现象中的波长、频率和波速[导学探究] 如图1所示，当波从介质Ⅰ传播到两介质的交界面时，返回介质Ⅰ的波和进入介质Ⅱ的波的频率变化吗？波长变化吗？图1答案 返回介质Ⅰ时波的频率和波长均不变，进入介质Ⅱ的波的频率不变，波速变化，由v ＝λf 得，波长变化.[知识深化] 对波的反射和折射的理解(1)频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的.(2)波速是由介质决定的，波反射时是在同一介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变.(3)波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝vf 可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝v f可知波长变大，反之变小.例2 如图2所示，1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )图2A.2与1的波长、频率相等，波速不等B.2与1的波速、频率相等，波长不等C.3与1的波速、频率、波长均相等D.3与1的频率相等，波速、波长均不等 答案 D解析 反射波的波长、频率、波速与入射波的都相等，故A 、B 错误；折射波的波长、波速与入射波的均不等，但频率相等，故C 错误，D 正确.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3所示.以下说法正确的是( )图3A.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 答案 A解析 波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关，故同一音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相同.但机械波在介质中传播的速度只取决于介质性质，与波的频率无关，声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度.由v ＝λf 知，声波在水中的波长应较大，对应于题图中波形曲线b ，故只有A 正确. 三、波的反射现象的应用 1.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 声t2.(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 )t2.(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为s ＝|v 声－v |t2.2.超声波定位蝙蝠能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来，蝙蝠就依据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或目标位置，从而确定飞行方向.另外海豚、雷达也是利用波的反射来定位和测速的.例3 有一辆汽车以15m/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多远？(v 声＝340 m/s) 答案 325m解析 汽车运动，声音传播，如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x 1，C 点到山崖B 距离为x ；声波由A 到B 再反射到C 路程为x 2，因汽车与声波运动时间同为t ，则有x 2＝x 1＋2x ，即v 声t ＝v 汽t ＋2x ，所以x ＝(v 声－v 汽)t 2＝(340－15)×22m ＝325m.1.(对惠更斯原理的理解)(多选)下列关于惠更斯原理的说法正确的是( ) A.惠更斯原理能够解释波的反射现象 B.惠更斯原理能够解释波的折射现象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.只有纵波才有波面 答案 ABC2.(波的反射和折射)(多选)以下关于波的认识，哪些是正确的( ) A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C.雷达的工作原理是利用波的反射D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的反射现象 答案 ABC解析 A 、B 、C 选项中应用了波的反射现象；D 选项应用了波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改变，故D 错误.3.(波的反射和折射)如图4所示是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象，已知波在介质Ⅰ中的波速为v 1，波在介质Ⅱ中的波速为v 2，则v 1∶v 2为( )图4A.1∶ 2B.2∶1C.3∶ 2D.2∶ 3答案 C解析 由折射定律v 1v 2＝sin i sin r ，可知v 1v 2＝sin60°sin45°＝32，故C 选项正确.4.(波的反射和折射)一列声波在空气中的波长为0.2m.当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6m ，如图5所示，若空气中的声速是340m/s.求：图5(1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率； (2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度；(3)若声波垂直进入介质Ⅱ，经0.4s 返回空气，则介质Ⅱ的深度为多少？ 答案 (1)1700Hz (2)1020m/s (3)204m 解析 (1)声波在空气中传播时，由v ＝λf 得：f ＝v 1λ1＝3400.2Hz ＝1700Hz. 由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为1700Hz. (2)由v ＝λf 得声波在介质Ⅱ中的传播速度为v 2＝λ2f ＝0.6×1700m/s ＝1 020 m/s. (3)声波经t 2＝0.2s 传至介质Ⅱ底部，故介质Ⅱ的深度h ＝v 2·t2＝1020×0.2m ＝204m.一、选择题 考点一 惠更斯原理1.(多选)下列说法正确的是( ) A.波线表示波的传播方向 B.波面表示波的传播方向 C.只有横波才有波面D.波传播中某时刻任一波面上各子波波面的包络面就是新的波面答案AD解析波线表示波的传播方向，故A正确，B错误；所有的波都具有波面，故C错误；由惠更斯原理可知，D正确.2.(多选)下列说法中正确的是( )A.根据惠更斯原理可知，介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源B.惠更斯原理只能解释球面波的传播，不能解释平面波的传播C.若知道某时刻一列波的某个波面的位置，由惠更斯原理就可以确定波的传播方向D.惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的反射与折射等相关现象答案AD解析惠更斯原理将介质中任一波面上的各点看做发射子波的波源，可以解释波传播中的包括反射、折射在内的传播规律，故A、D正确.考点二波的反射与折射3.人在室内讲话的声音比在空旷的室外讲话声音要洪亮，是因为( )A.室内空气不流动B.室内声音多次被反射C.室内声音发生折射D.室内物体会吸收声音答案 B解析人在室内说话，声波会被室内物体、墙壁反射，甚至反射多次，因而显得声音洪亮.4.关于波的反射与折射，下列说法正确的是( )A.入射波的波长一定等于反射波的波长，其频率不变B.入射波的波长一定小于反射波的波长，其频率不变C.入射波的波长一定大于折射波的波长，其频率不变D.入射波的波长一定小于折射波的波长，其频率不变答案 A解析入射波与反射波在同种介质中波速相同，频率由波源决定，频率相同，由v＝λf知波长相同，选项A正确，B错误；因不知介质情况，入射波与折射波波长无法比较，选项C、D错误.5.(多选)对于波的折射现象，下列说法中正确的是( )A.当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线B.当波垂直界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变C.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变D.波发生折射时一定不会发生反射现象 答案 AC解析 当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线，A 对；当波垂直界面入射时，传播方向尽管不改变，但由于介质发生改变，波速和波长都发生改变，周期、频率不变，B 错，C 对；波发生折射时也可以在两种介质界面上发生反射现象，D 错. 6.(多选)一列波由固体传入液体时，下列说法中正确的是( ) A.入射波的波长大于折射波的波长 B.入射波的波速大于折射波的波速 C.入射波的频率大于折射波的频率 D.入射波的入射角大于折射波的折射角 答案 ABD7.(多选)如图1所示，一机械波由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN 上发生偏折.下列说法正确的是()图1A.波在介质Ⅰ中传播的速度大B.波在介质Ⅱ中传播的速度大C.波在介质Ⅰ中和介质Ⅱ中传播的速度之比为 3D.波在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为 3 答案 BD解析 由波的折射定律v 1v 2＝sin i sin r 可知v 1＜v 2，且v 1v 2＝sin30°sin60°＝1232＝13，故B 、D 正确.8.人耳只能区分相差0.1s 以上的两个声音，人要能听到自己讲话的回声，离障碍物的距离至少要大于( ) A.34mB.17mC.100mD.170m 答案 B解析 声波在空气中传播的速度约为340m/s ，因此2s ＝vt ，s ＝vt2＝17m ，B 正确.二、非选择题9.(波的反射和折射)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1s 第一次听到回声，又经过0.5s 再次听到回声，已知空气中的声速为340m/s ，则两墙壁间的距离l ＝________m. 答案 425解析 设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l －x ，2x ＝vt 1 2(l －x )＝v (t 1＋Δt )其中Δt ＝0.5 s ，t 1＝1 s ，代入数据得：l ＝425 m.10.(波的反射和折射)一声波在空气中的波长为25cm ，速度为340m/s ，当折射进入另一种介质时，波长变为80cm ，求： (1)声波在这种介质中的频率； (2)声波在这种介质中的传播速度. 答案 (1)1360Hz (2)1088m/s解析 (1)声波由空气进入另一种介质时，频率不变，由v ＝λf ，得f ＝v λ＝34025×10－2Hz ＝1360Hz.(2)因频率不变，有v λ＝v ′λ′，得：v ′＝λ′λv ＝80×10－225×10－2×340m/s ＝1 088 m/s.11.(波的反射和折射)某物体发出的声音在空气中的波长为1m ，波速为340m/s ，在海水中的波长为4.5m.海面上发出的声音经0.4s 听到海底回声，则海水深为多少？ 答案 306m解析 声音在空气中与在海水中的频率相同，则v 空λ空＝v 水λ水，所以v 水＝λ水λ空v 空＝4.51×340m/s ＝1 530 m/s.物体发出的声音经t2＝0.2s 传至海底，故海水的深度为s ＝v 水t2＝1530×0.2m＝306m.12.(波的反射和折射)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位，已知某超声波的频率为1.0×105Hz ，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图2所示.图2(1)从该时刻开始计时，画出x ＝7.5×10－3m 处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)； (2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用的时间为4s ，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动).答案 (1)见解析图 (2)3000m解析 (1)T ＝1f＝1.0×10－5s ，故所求图像如图所示.(2)由题图知波长λ＝15×10－3m ，由波速公式得v ＝λf① 鱼群与渔船的距离为x ＝12vt②联立①②式，代入数据得x ＝3000m.。
教科版高中物理选修3-4《惠更斯原理__波的反射与折射》参考教案1
2.4《惠更斯原理波的反射与折射》教案教学目标知识目标1．知道波传播到两种介质的交界面时，会发生反射和折射；2．理解波的反射、折射遵守的规律，会根据波面和波线进行分析；能力目标1．让学生在实验的基础上理解波面、波线，能够根据想象建立空间概念。
2．对比光的反射和折射，提高学生类比分析的能力。
教学建议在学生初中学习光的反射和折射的基础上，教师通过实验演示、类比光的反射和折射讲解机械波的反射和折射。
对于实验的建议：1．注意实验的准备以及操作；2．在实验的基础上引入波线、波面的概念。
注意从现象——规律——现象这一过程，师生结合实际共同讨论、分析。
教学过程（一）引入新课［放录像］一位演员在山中唱山歌，歌声缭绕不断。
［提出问题］为什么会产生上述现象？［学生讨论分析］上述录像中：演员发出的声波传到山崖时，会返回来继续传播，使我们听到回声，这属于声波的反射现象。
那么：水波在传播过程中遇到障碍物时，能不能产生反射现象呢？［做演示实验，并通过实物投影仪投影］在水波槽的装置中，把一根金属丝固定在振动片上。
a．让振动片开始振动，金属丝将周期性地触动水面，形成波源。
观察到的现象：在水面上从波源发出一列圆形水波。
b．在水槽中放一块长木板，让波源发出圆形波，观察水波遇到长木板后发生的现象。
观察到的现象：从波源发出的圆形波遇到长木板后，有一列圆形波从长木板反射回来。
教师：波的反射现象中遵循哪些规律呢？这节课我们就来学习有关的内容。
（二）进行新课1．波面和波线教师：引导学生阅读教材32页有关内容，思考问题：（1）什么是波面？什么是波线？（2）对于水波和空间一点发出的球面波为例，如何理解波面和波线？学生：阅读教材，思考问题。
［投影］出示圆形波的照片。
介绍什么是波面和波线：（1）照片中的圆形是朝各个方向传播的波峰（或波谷）在同一时刻构成的，叫做波面。
（2）图中与各个波面垂直的线叫波线，用来表示波的传播方向。
2．惠更斯原理教师：引导学生阅读教材32页有关内容，思考问题：（1）惠更斯原理的内容是什么？（2）以球面波为例，应用惠更斯原理解释波的传播。
2024-2025学年高中物理第十二章机械波6惠更斯原理教案1新人教版选修3-4
3. 题型三补充：在处理波的折射问题时，需要使用斯涅尔定律，并且要知道不同介质的折射率。在计算过程中，要注意保持单位的一致性，如角度使用弧度或度，以确保计算结果的准确性。
- 答案：根据惠更斯原理，反射光线的波前在反射点处与镜面垂直。因此，反射光线与镜面的夹角等于入射光线与法线的夹角，即反射光线与镜面的夹角为45度。
3. 题型三：波的折射
- 问题：一束光线从空气以30度角入射到水中，求折射角。
- 答案：使用斯涅尔定律，n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)，其中n1为空气的折射率（近似为1），n2为水的折射率（约为1.33）。代入已知数据，sin(30°) = 1.33*sin(θ2)，求得sin(θ2) ≈ 0.5，折射角θ2 ≈ arcsin(0.5) ≈ 30°。
3. 实验器材：
- 准备波动实验器材，如波源、接收器、水波盘、激光笔等，确保实验的顺利进行。
- 确保所有实验器材的安全性，进行课前检查，避免实验过程中的安全隐患。
- 配备必要的实验辅助工具，如尺子、计时器、角度计等，以便学生能够准确测量和记录实验数据。
4. 教室布置：
- 在教室前方设置多媒体教学设备，包括投影仪、电脑等，以便展示多媒体教学资源。
4. 安排实验探究活动，让学生亲自动手验证惠更斯原理，增强理论知识的实践体验，突破理解上的难点。
5. 提供丰富的课后学习资源，鼓励学生在课后进行深入学习，巩固课堂所学，提高自主解决问题的能力。
学具准备
Xxx
课型
新授课
教法学法
讲授法
课时
高中物理 第十二章 机械波 6 惠更斯原理学案 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
高中物理第十二章机械波6 惠更斯原理学案新人教版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第十二章机械波6 惠更斯原理学案新人教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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16 惠更斯原理课堂探究一、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.类型一对基本概念的理解【例1】下列说法中正确的是( )。
A．水波是球面波B．声波是球面波C．只有横波才能形成球面波D．只有纵波才能形成球面波2解析:该题考查了波面，根据球面波的定义可知：若波面是球面则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知B项正确，C、D项错误。
高中物理惠更斯原理教案
高中物理惠更斯原理教案
教学目标：
1. 了解惠更斯原理的基本概念和应用；
2. 能够应用惠更斯原理解释光的传播和干涉现象；
3. 培养学生的观察能力和实验能力。
教学内容：
1. 惠更斯原理的概念和基本原理；
2. 应用惠更斯原理解释光的反射和折射规律；
3. 应用惠更斯原理解释光的干涉现象。
教学重点难点：
1. 惠更斯原理的基本概念和应用；
2. 应用惠更斯原理解释光的干涉现象。
教学准备：
1. 实验仪器：光源、单缝双缝衍射装置、凸透镜、凸透镜组、反光镜等；
2. 实验材料：单缝、双缝、光栅、透明平板等；
3. PPT课件：包括惠更斯原理的基本内容和应用示例；
4. 实验指导书：详细说明实验步骤和注意事项。
教学过程：
1. 导入：通过展示光的干涉现象引起学生兴趣，引出惠更斯原理的概念；
2. 讲解：讲解惠更斯原理的基本原理和应用，说明光的传播、反射、折射和干涉现象；
3. 实验：分组进行实验，观察和记录光的干涉现象，验证惠更斯原理的正确性；
4. 总结：总结本节课的重点内容，让学生理解和掌握惠更斯原理的应用；
5. 引入拓展：引导学生拓展惠更斯原理在其他光学现象中的应用，如衍射、衍射光栅等。
教学反思：
1. 需要注意实验仪器的使用和操作，保证实验顺利进行；
2. 需要引导学生动手操作和观察，培养其观察能力和实验能力；
3. 鼓励学生提出问题和探讨思考，激发学生的好奇心和求知欲。
通过本节课的学习，学生将深入了解光的传播和干涉现象，掌握惠更斯原理的基本概念和应用，培养其科学思维和实验技能，为今后的学习打下坚实的基础。
12.6 惠更斯原理 优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-4新课 (3)
6 惠更斯原理★新课标要求（一）知识与技能1.知道波面和波线，以及波传播到两种介质的界面时同时发生反射和折射2.知道波发生反射现象时，反射角等于入射角，知道反射波的频率，波速和波长与入射波相同3.知道折射波与入射波的频率相同，波速与波长不同，理解波发生折射的原因是波在不同介质中速度不同（二）过程与方法培养学生对实验的观察、分析和归纳的能力。
（三）情感、态度与价值观通过对现象的观察、解释、培养学生观察生活，探索知识的能力。
★教学重难点：惠更斯原理对波的反射和折射规律的解释★教学过程1．波面和波线教师：引导学生阅读教材40页有关内容，思考问题：（1）什么是波面？什么是波线？（2）对于水波和空间一点发出的球面波为例，如何理解波面和波线？学生：阅读教材，思考问题。
介绍什么是波面和波线：（1）照片中的圆形是朝各个方向传播的波峰（或波谷）在同一时刻构成的，叫做波面。
（2）图中与各个波面垂直的线叫波线，用来表示波的传播方向。
2．惠更斯原理教师：引导学生阅读教材40页有关内容，思考问题：（1）惠更斯原理的内容是什么？（2）以球面波为例，应用惠更斯原理解释波的传播。
学生：阅读教材，思考问题。
3．波的反射教师：引导学生阅读教材41页有关内容，体会用惠更斯原理对波的反射过程的解释。
教师：用多媒体出示右图。
结合图形讲解、总结：（1）入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。
（2）反射波的波形与平面法线的夹角i′叫做反射角。
（3）在波的反射中，遵循下述规律：①反射角等于入射角②反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。
［解释现象］（1）夏日的雷声轰鸣不绝（2）在空房子里讲话，声音较响（3）讲演时听到声音发出后还能持续一段时间现象一：夏日的雷声有时轰鸣不绝，原因是声波在云层里多次反射形成的。
现象二：在空房间里讲话，会感到声音更响，是因为声波在普通房间里遇到墙壁、地面、天花板等障碍物发生反射时，由于很近，回声和原声几乎同时到达人耳，而人耳只能区分开相差0.1 s以上的两个声音.所以在房间里听不到回声，只会感到声音比在野外大些。
人教版高二物理选修3-4第十二章6惠更斯原理新学案Word版
6惠更斯原理夏天的雨季，大雨来临前一道闪电过后，接着我们会听到一阵“轰轰隆隆”的雷鸣，说一说这种雷声是怎么形成的．提示：云层积累的大量电荷放电，形成闪电同时发出巨大声音，闪电声在不同云层之间反复反射，所以较长时间内听到“轰轰隆隆”的声音．【例1】请利用惠更斯原理解释球面波的传播．【导思】 1.惠更斯原理是什么？2．什么样的波叫球面波？【解析】如图所示，以O为球心的球面波在时刻t的波面为γ，按照惠更斯原理，γ面上每个点都是子波的波源．设各个方向的波速都是v，在Δt时间之后各子波的波面如图中小半圆所示，小半圆的半径是vΔt.γ′是这些子波波面的包络面，它就是原来球面波的波面γ在时间Δt后的新位置．可以看出，新的波面仍是一个球面，它与原来球面的半径之差为vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离，其球心为O，其半径方向表示波线，表示了波的传播方向．【答案】见解析【点拨】在利用惠更斯原理解释波的传播时，画Δt时间后子波的波面时，为使图更美观，通常画成均分或对称的形式．如图所示，新的波面γ′与原来球面γ的半径之差为vΔt，表示波向前传播了vΔt的一段距离．解析：理解惠更斯原理是解题的关键．考点二波的反射1．波的反射(1)定义：波遇到障碍物会返回来继续传播的现象，叫做波的反射．(2)入射角和反射角入射角：入射波的波线与法线的夹角，如下图中的α.反射角：反射波的波线与法线的夹角，如上图中的β.(3)波的反射定律波发生反射现象时，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，如图所示，β＝α.反射波与入射波在同一介质中传播，介质决定波速，因此波速不变，波的频率是由波源决定的，因此波的频率也不改变，由此我们可知波长也不改变.即反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同.【例2】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() A．听不到B．甲开枪3t后C．甲开枪2t后D．甲开枪3＋72t后【导思】 1.枪响后声波直接传到乙和经墙反射后传到乙，哪个路程大？所用时间呢？2．声波反射后传到乙所经路程如何计算？【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 ＝2av .甲、乙两人及墙的位置如右图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图中AC 和CB ，由几何关系可得：AC ＝CB ＝a 2＋(3a )2＝2a ，故第二声枪响传到乙的耳中的时间为t ′＝AC ＋CB v＝4av ＝2t .【答案】 C【规律总结】 解决此类问题要注意以下两点：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，考查匀速直线运动的规律的应用．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运动的示意图，再结合几何关系求解．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，此时汽车到山崖的距离有多远？(v 声＝340 m/s)答案：325 m解析：该题考查波的反射在实际问题中的应用．若汽车静止，问题就简单了，现汽车是运动的．右图为汽车与声波的运动过程的示意图．设汽车由A 运动到C 的路程为s 1，C 点到山崖B 的距离为s ；声波由A 传到B 再反射到C 的路程为s 2，因汽车与声波运动时间同为t ，则有s 2＝s 1＋2s ，即v 声t ＝v 汽车t ＋2s ，所以s ＝(v 声－v 汽车)t 2＝(340－15)×22m ＝325 m.考点三 波的折射1．定义：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象． 2．折射角(γ)：折射波的波线与两介质界面法线的夹角γ叫做折射角．如图所示．3．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在法线两侧．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，即sin i sin γ＝v 1v 2.可见：(1)当v 1>v 2时，i >γ，折射线折向法线． (2)当v 1<v 2时，i <γ，折射线折离法线．(3)当垂直界面入射(i ＝0°)时，γ＝0°，传播方向不改变，是折射中的特例．由于一定介质中的波速是一定的，所以v 1v 2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种介质对第1种介质的折射率，以n 12表示，即n 12＝v 1v 2.(2)在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生变化.(3)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的速度不同. (4)水波的传播速度与水深有关，水越浅，水波传播速度越小. 4．用惠更斯原理证明入射角和折射角的关系从下图可以看出在同一时间Δt 内波在介质1中传播的距离BB ′＝v 1Δt ，波在介质2中传播的距离AA ′＝v 2Δt .又由几何关系得：BB ′＝AB ′sin θ1，AA ′＝AB ′sin θ2，因此有：BB ′AA ′＝AB ′sin θ1AB ′sin θ2＝v 1Δt v 2Δt，即：sin θ1sin θ2＝v 1v 2.由上式可以看出，当v 1>v 2时，θ1>θ2，折射线折向法线，当v 1<v 2时，θ1<θ2，折射线折离法线．5．波的反射、折射现象中各量的变化波向前传播，在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象，一些物理量相应发生了变化，比较如下：【例3】 (多选)如图所示，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 ．若i >r ，则声波在介质Ⅰ中的传播速度大于声波在介质Ⅱ中的传播速度B ．若i >r ，则Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水C ．若i >r ，则Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气D ．声波在介质Ⅰ中的传播速度v 1与在介质Ⅱ中的传播速度v 2满足v 1v 2＝sin rsin i【导思】 1.声波从一种介质进入另一种介质时，满足什么规律？ 2．声波在密度大的和密度小的两种介质中传播，传播速度哪个大？3．声波从传播速度大的介质进入传播速度小的介质，入射角与折射角哪个大？ 【解析】 根据折射定律知v 1v 2＝sin isin r ，故D 错误，A 正确；因为i >r ，则v 1>v 2，若Ⅰ是空气，则Ⅱ不可能是水，因为声波在空气中的传播速度比在水中小，所以B 错误，C 正确．【答案】AC【规律总结】应用折射定律解决问题主要涉及以下几个方面：①波从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变．②利用折射定律中入射角与折射角的关系求解介质中波的传播速度．③根据折射定律作出几何关系图形，再利用几何知识及三角函数关系求解．下图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则(D)A．2与1的波长、频率相等，波速不等B．2与1的波速、频率相等，波长不等C．3与1的波速、频率、波长均相等D．3与1的频率相等，波速、波长均不等解析：波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率不变，A、B错误；波发生折射时，频率不变，波速变，波长变，故C错误，D正确．重难疑点辨析波的反射及应用1．回声测距(1)当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被反射回来继续传播，由于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．设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为s＝v声t 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)t2.(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)t2.2．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的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．【典例】如图所示，图(a)是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收的信号间的时间差，测出被测物体的速度．图(b)中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号．设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.0 s，超声波在空气中的传播速度是v＝340 m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图(b)可知，汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离是________m，汽车的速度是________m/s.【解析】设汽车在接收到P1、P2两个信号时距测速仪的距离分别为s1、s2，则有2s1－2s2＝vΔt′，其中Δt′＝(3.5－0.5)－(4.4－1.7)3.5－0.5s＝0.1 s，汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离为：s1－s2＝vΔt′2＝340×0.12m＝17 m.已知测速仪匀速扫描，由图(b)记录数据可求出汽车前进(s1－s2)这段距离所用时间为Δt″＝Δt－Δt′2＝⎝⎛⎭⎫1.0－0.12s＝0.95 s，汽车运动的速度v＝s1－s2Δt″＝170.95m/s≈17.9 m/s.【答案】1717.9回声测距的方法技巧利用回声测距是波的反射的一个重要应用，它的特点是声源正对障碍物，声源发出的声波与回声在同一条直线上传播．(1)若是一般情况下的反射，反射波和入射波是遵从反射定律的，可用反射定律作图后再求解．(2)利用回声测距时，要特别注意声源是否运动，若声源运动，声源发出的原声至障碍物再返回直到听到回声的这段时间与声源的运动时间相同．(3)解决波的反射问题，关键是根据物理情景规范作出几何图形，然后利用几何知识结合物理规律进行解题．1．(多选)下列说法中不正确的是( AD ) A ．只有平面波的波面才与波线垂直 B ．任何波的波线与波面都相互垂直 C ．任何波的波线都表示波的传播方向 D ．有些波的波面表示波的传播方向解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A 错误，选项B 正确，只有波线才表示波的传播方向，选项C 正确，D 错误．2．(多选)下列说法正确的是( AC )A ．声波的反射遵守与光波反射类似的反射定律B ．声波发生折射时，频率、波长、波速均要改变C ．声波是纵波D ．声波是横波解析：一切波都能发生反射现象，故它们遵守类似的反射定律，A 对，声波发生折射时频率不变，波速、波长均要改变，B 错，声波是纵波，C 对，D 错．3．某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340 m/s ，那么他至少要离障碍物多远？(原声与回声区分的最短时间0.1 s)答案：17 m解析：在波的反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同，只有声波从人站立的地方到障碍物再返回来全部经历的时间在0.1 s 以上，才能辨别出回声，设障碍物至少和人相距为s ，则应为2s ＝v t .可得s ＝v t 2＝340×0.12m ＝17 m.4．一个观察者在高处用望远镜注视在地上的木工以每秒2次的频率击钉子，他听到声音时恰好看到击锤动作．若观察者距木工680 m ，当木工停止击锤后，他还能听到几次击钉声？(声波在空气中的传播速度为340 m/s)答案：4次解析：题中木工击钉子产生的声波属于一种时间短暂的“脉冲波”．设脉冲的间距为d ，由于声速是v ＝340 m/s ，木工击钉频率为f ＝2 Hz.所以d ＝v f ＝3402 m＝170 m.因此在680 m 距离内有n ＝680170＝4个脉冲间隔，也就是说木工停止击锤后还能听到4次击钉声．5．某船的前面有一座悬崖，船在下列两种不同情况下对悬崖发射声波，都在5 s 后听到回声．如果声音在空气中传播的速度v 1为340 m/s ，则在发声时悬崖和船之间的距离各是多少？(1)船静止不动(相对于地球)； (2)船向悬崖航行的速度v 2为10 m/s. 答案：(1)850 m (2)875 m解析：(1)当船静止不动时，声音在船和悬崖之间往返一次所经过的路程为悬崖和船之间距离s1的两倍，因声波匀速传播，故有2s1＝v1t s1＝12v1t＝850 m.(2)船向悬崖航行，在5 s内船航行的距离为s′＝v2t＝10×5 m＝50 m声波在5 s内前进的距离为s″＝v2t＝1 700 m船跟悬崖间的距离为s2＝s′＋s″2＝875 m.。
人教新课标41惠更斯原理导学案
复习巩固知识网络⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧与波源频率不同观察者感觉到波的频率多普勒效应叠加而成两列波在相遇的区域内波的干涉播绕过障碍物或孔继续传波的衍射介质改变传播方向从一种介质进入另一种波的折射回原介质从两种介质的界面上返波的反射波的特性离开平衡位置的情况反映某时刻介质各质点波的图象同一直线上振动方向与传播方向在纵波直振动方向与传播方向垂横波波的分类能量和信息传递振动形式波的实质用力介质与介质间有相互作形成原因波源和介质形成条件波的形成机械波::,:::::,::: 重点突破一、简谐运动【例1】 一列简谐横波在某时刻的波形图如图12-1中的实线所示，经Δt= s 后的波形如图中虚线所示，则该波的速度v 和频率f 可能是( )图12-1与5 m/s 为45 m/s为50 Hz 为 Hz解析：由波形图线可知波长λ=0.4 m ，当波向右传播时波峰传播的最小距离为0.1 m ，当波向左传播时，波峰传播的最小距离为0.3 m ，由波形图线的时间、空间的周期性可知，这列波向右、向左可能传播的距离分别为：s 右=(nλ+ m=+ ms 左=(nλ+ m=+ m(n=0,1,2,3…)设波向右、向左传播时周期分别为T 右、T 左，则：Δt=2×10-2 s=nT 右+T 右/4=nT 左+3T 左/4(n=0,1,2,3…)由v=s/t 知v 右=s 右/Δt=(20n+5) m/sv 左=s 左/Δt=(20n+15) m/s由f=v/λ知：f 右=(50n+ Hzf 左=(50n+ Hz由此可知，n取不同的值，便有选项A、B、D正确的结果。
故正确选项为A、B、D。
答案：ABD方法点拨机械振动在介质中传播形成机械波，质点振动一个周期波向前传播一个波长，因此波的传播具有时间、空间的周期性。
故对机械波的形成与传播规律，应掌握以下几点：1.波源做简谐运动，在波的传播方向的介质质点也跟随做同频率的简谐运动，各质点的振动频率都等于波源的振动频率。
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高中物理-惠更斯原理导学案
【学习目标】1.理解波面和波线的概念并会确定波面和波线2.掌握惠更斯原理3.知道入射角、反射角、折射角和折射率的概念4.掌握反射和折射定律并会应用解题
【课前预习】：
1．在波的传播过程中,某时刻任何振动状态________的介质质点所组成的圆叫波面,而与波面垂直的那些线代表了波的________________,叫做波线．2．介质中任一波面上的各点,都可以看做发射子波的________,其后任意时刻,这些子波在波前进方向的
____________就是新的波面,这就是惠更斯原理．3．利用惠更斯原理可以确定
______________________,可以解释波的衍射现象中______________________,不能解释波的________,所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的________的关系．4．波遇到介质界面会____________继续传播的现象叫波的反射现象,机械波发生反射时与光的反射规律类似,即_________________．波从一种介质射入另一种介质时,波的____________发生改变的现象叫波的折射现象．5．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．同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同
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
6．下列说法正确的是()
A．入射波面与法线的夹角为入射角B．入射波面与界面的夹角为入射角
C．入射波线与法线的夹角为入射角D．入射角跟反射角相等
7．对于波的认识,下列说法中正确的是()
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,用的是波的反射原理
B．隐形飞机的表面涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
C．雷雨天雷声轰鸣不绝是波的多次反射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象
【自主探究】一、惠更斯原理阅读课本P32完成以下填空:
1．波面：波源引起的振动在介质中向各个方向传播,如果把某一时刻的点连接起来组成一个面,这个面就叫波阵面或波面。
2．波线：用来表示的线叫波线。
在各向同性介质中波线与波面垂直。
3．惠更斯原理
⑴内容：
⑵应用：如果知道一列波的波速和某时刻的某个波面的位置,利用惠更斯原理可以确定下一时刻这个波面的位置。
分析课本图,以O为球心的球面波在时刻t的波面为γ,按照惠更斯原理,γ面上每个点都是。
设各个方向的波速都是v,在⊿t时间之后各个子波的波面如图中黑线圆弧所示,黑线圆弧的半径是。
γ’是这些子波波面的包络面,它就是原来球面波的波面γ在时间⊿t后的新位置。
可以看出,新的波面仍是一个,它与原来球面的半径之差为,表示波向前传播了
的距离。
二、波的反射和折射阅读课本P33、P34完成以下填空:
1．波的反射⑴概念：波遇到障碍物会返回来继续传播的现象叫做波的反射
⑵入射角和反射角：波的入射方向和的夹角叫做入射角；波的反射方向和的夹角叫做反射角。
⑶根据右图推导反射角和入射角的关系。
说明：
反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。
2．波的折射⑴概念：波从一种介质射入另一种
介质时传播方向发生改变的现象叫做波的折
射。
⑵折射角：波的和的夹角
叫做折射角。
⑶根据右图推导折射角和入射角的关系。
⑷折射率：波在第1种介质中的波速v1与其在第2种介
质中的波速v2之比叫做第2种介质对第1种介质的折射
率,用n12表示。
折射率是只与有关而与
无关的常数。
说明：①在波的折射中,波的频率保持不变,
波速和波长都发生改变。
②当波动从波速大的介质进入
波速小的介质时传播方向将向法线靠拢,反之远离法线。
③实验表明,水波从深水区到达浅水区后,传播方向朝
方向偏折,这说明水波的传播速度与有关,
水波的传播速度较小。
【课堂探究】
概念规律练习知识点一对波面和波线的理解1．下列说法中正确的是() A．水波是球面波B．声波是球面波C．只有横波才能形成球面波D．只有纵波才能形成球面波
2．下列说法中不正确的是()
A．只有平面波的波面才与波线垂直B．任何波的波线与波面都相互垂直C．任何波的波线都表示波的传播方向D．有些波的波面表示波的传播方向
知识点二波的反射、折射现象中各物理量的变化
3．图1中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则()
A．2与1的波长、频率相等,波速不等
B．2与1的波速、频率相等,波长不等
C．3与1的波速、频率、波长均相等
D．3与1的频率相等,波速、波长均不等
方法技巧练波的反射的应用技巧
4．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,此时汽车距山崖的距离多远？(v声＝340 m/s)
5．某物体发出的声音在空气中的波长为1 m,波速为340 m/s,在海水中的波长为4.5 m, 此物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声,则海水深为________m.
教学效果分析：。