惠更斯原理课件
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• AB、A′B′分别是入射波中abc包络成的、 反射波中a′b′c′包络成的波面。
• 由于波从B传播到B′所用的时间与波从A传 播到A′所用的时间是一样的。而波在同种 介质中的波速相同，故B′B＝AA′。
• AB、A′B′分别与入射波线、反射波线垂直，
• 故直角△AB′B≌B′AA′，所以∠A′AB′＝ ∠BB′A。
• 例如：①球面波：波阵面是以波源为球心 的一个个球面，波线是这些球面的半径， 这种波为球面波。
• ②平面波：波面是平面的波为平面波。
• (2)波线
• 用来表示波的传播方向，在各向同性介质 中波线与波面垂直。
• (3)波面与波线的关系
• 注意：无论是球面波，还是平面波，同一 波面上的各质点振动情况完全相同。
• 知识与技能
• 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 质中速度不同和折射角与入射角的关系。
• 4．掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理 解释波的反射和折射现象。
• B．波线是用来表示波的传播方向的，波 线与波面总是垂直的
• C．无论是球面波，还是平面波，同一波 面上各质点的振动情况完全一样
• D．波面上的各点都可以看作一个个新的 小波源，称为子波，子波在前进方向上任 意时刻形成的包络面，就是新的波面
• 【答案】B、C、D
• 【解析】振动相同的质点在同一时刻组成 的面，叫做波面，故A错；波线表示波的 传播方向，在同一种介质中传播时，波线 与波面总是垂直，表示为一条直线，在不 同介质中传播时，表示为折线或曲线，但 总跟在对应介质中的波面垂直，故B对； 波面是同一时刻各质点连线组成的，其上 各质点振动情况一样，可以看作相同的一 个个新的小波源，这些波往前传播情况一 样，经过相同时刻到达的位置的连线又可 以连接成一个面，就形成新的波面，故C、
• 3．由惠更斯原理我们可推得，在波的反 射中，反射角________入射角。
• 答案： • 1．波面 传播方向 波线 • 2．波源 新的波面 • 3．等于
知识点1 波面和波线
• (1)波面
• 波源引起的振动在介质中向各个方向传播， 如果把某一时刻振动状态相同的点连接起 来组成一个面，这个面就叫做波面。
• 入射角i和反射角i′分别为∠BB′A和∠A′AB′ 的余角，所以i′＝i。
• 也就是说，在波的反射中，射角等于入 射角。
• 【思维点悟】波在传播过程中，在同一均 匀介质中不论是直线传播，还是反射，由 同一个包络面到达另一个包络面的时间是 一样的。
• 知识点4 波的折射
• (1)定义：波传播到两种不同的可传播波 的介质界面时，会有一部分进入第二介质 中，但波线会发生变化，这种现象叫波的 折射。
知识点2 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。 例如：
• 注意：惠更斯原理只能解释波的传播方向， 不能解释波的强度。
• 【例1】下列说法正确的是 ()
• A．波在介质中传播过程中，振动相同的 点连接起来组成的面就叫做波面
• ①反射波线，入射波线和法线在同一平面 内；
• ②反射波线与入射波线分居法线两侧； • ③反射角等于入射角，即α＝β。 • 注意：在反射现象中，反射波的波长、频
率和波速都跟入射波的完全相同。
• 【例2】用惠更斯原理证明平面波的反射定 律。
• 【证明】如图12－6－2所示a、b、c是入 射波的波线，a′、b′、c′是反射波的波线。
• 入射角：入射波线与法线间的夹角，如图 12－6－3所示中θ1。
• 折射角：折射波线与法线间的夹角，如图 12－6－3所示中θ2。
(2)折射定律 ①折射波线、入射波线和法线在同一平面内； ②折射波线与入射波线分居法线两侧； ③入射角的正弦与折射角正弦的比值为一常数。 (3)折射率：v1、v2 分别是表示波在两种介质中的速度， n12＝vv12叫做第 2 种介质对第 1 种介质的折射率，由折射定 律可知：n12＝vv12＝ssiinnθθ12。
注意：①波从一种介质射入另一种介质时，传播的 方向会发生改变，而波的频率不改变。
因为ssiinnθθ12＝vv12＝n12① v1＝λ1f② v2＝λ2f③ 所以波速与波长关系为：ssiinnθθ12＝vv12＝λλ12＝n12④
②由ssiinnθθ12＝vv12可知，当 v1＞v2 时，θ2＜θ1；v1＜v2 时，θ2＞θ1，即当波动从波速大的介质进入波速小的介 质时，波线发生近法线折射；当波动从波速小的介质进 入波速大的介质时，波线发生远法线折射。
• 【思维点悟】本题考查了波面、波线的定 义及两者之间的关系和惠更斯原理，关键 是能够结合图示理解和掌握这些比较抽象 的概念。
• 对应练习
• 1．对于平面波，波面与波线________； 对于球面波，波面是以________为球心 的球面，波线沿球面的________方向。 介质中任一波面上的各点，都可以看做 ________。
• 5．了解波面和波线的概念。
• 过程与方法
• 1．在已学过的回声和声音反射与折射的 基础上，进一步加深对波的特性的理解。
• 2．通过实验演示和日常生活经验辅助教 学，激发学生感受知识的兴趣。
• 情感、态度与价值观 • 1．培养学生怎样理解和学习抽象概念。 • 2．培养学生由现象结论现象的思维模式。
• 1.假设水面有一个波源，水波向四周传开。 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________，而 与波面垂直的那些线代表了波的 ________，叫做________。
• 2．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________， 其后任意时刻，这些子波在波前进方向的 包络面就是________。
• 答案：垂直 波源 半径 发射子波的波 源
• 知识点3 波的反射
• (1)定义：当波遇到障碍物时，会返回到 原来的介质中继续传播，这种现象叫波的 反射。
• 入射角：入射波线与法线的夹角，如图12 －6－1中所示的α。
• 反射角：反射波线与法线的夹角，如图12 －6－1中所示的β。
• (2)反射定律
• 由于波从B传播到B′所用的时间与波从A传 播到A′所用的时间是一样的。而波在同种 介质中的波速相同，故B′B＝AA′。
• AB、A′B′分别与入射波线、反射波线垂直，
• 故直角△AB′B≌B′AA′，所以∠A′AB′＝ ∠BB′A。
• 例如：①球面波：波阵面是以波源为球心 的一个个球面，波线是这些球面的半径， 这种波为球面波。
• ②平面波：波面是平面的波为平面波。
• (2)波线
• 用来表示波的传播方向，在各向同性介质 中波线与波面垂直。
• (3)波面与波线的关系
• 注意：无论是球面波，还是平面波，同一 波面上的各质点振动情况完全相同。
• 知识与技能
• 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 质中速度不同和折射角与入射角的关系。
• 4．掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理 解释波的反射和折射现象。
• B．波线是用来表示波的传播方向的，波 线与波面总是垂直的
• C．无论是球面波，还是平面波，同一波 面上各质点的振动情况完全一样
• D．波面上的各点都可以看作一个个新的 小波源，称为子波，子波在前进方向上任 意时刻形成的包络面，就是新的波面
• 【答案】B、C、D
• 【解析】振动相同的质点在同一时刻组成 的面，叫做波面，故A错；波线表示波的 传播方向，在同一种介质中传播时，波线 与波面总是垂直，表示为一条直线，在不 同介质中传播时，表示为折线或曲线，但 总跟在对应介质中的波面垂直，故B对； 波面是同一时刻各质点连线组成的，其上 各质点振动情况一样，可以看作相同的一 个个新的小波源，这些波往前传播情况一 样，经过相同时刻到达的位置的连线又可 以连接成一个面，就形成新的波面，故C、
• 3．由惠更斯原理我们可推得，在波的反 射中，反射角________入射角。
• 答案： • 1．波面 传播方向 波线 • 2．波源 新的波面 • 3．等于
知识点1 波面和波线
• (1)波面
• 波源引起的振动在介质中向各个方向传播， 如果把某一时刻振动状态相同的点连接起 来组成一个面，这个面就叫做波面。
• 入射角i和反射角i′分别为∠BB′A和∠A′AB′ 的余角，所以i′＝i。
• 也就是说，在波的反射中，射角等于入 射角。
• 【思维点悟】波在传播过程中，在同一均 匀介质中不论是直线传播，还是反射，由 同一个包络面到达另一个包络面的时间是 一样的。
• 知识点4 波的折射
• (1)定义：波传播到两种不同的可传播波 的介质界面时，会有一部分进入第二介质 中，但波线会发生变化，这种现象叫波的 折射。
知识点2 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。 例如：
• 注意：惠更斯原理只能解释波的传播方向， 不能解释波的强度。
• 【例1】下列说法正确的是 ()
• A．波在介质中传播过程中，振动相同的 点连接起来组成的面就叫做波面
• ①反射波线，入射波线和法线在同一平面 内；
• ②反射波线与入射波线分居法线两侧； • ③反射角等于入射角，即α＝β。 • 注意：在反射现象中，反射波的波长、频
率和波速都跟入射波的完全相同。
• 【例2】用惠更斯原理证明平面波的反射定 律。
• 【证明】如图12－6－2所示a、b、c是入 射波的波线，a′、b′、c′是反射波的波线。
• 入射角：入射波线与法线间的夹角，如图 12－6－3所示中θ1。
• 折射角：折射波线与法线间的夹角，如图 12－6－3所示中θ2。
(2)折射定律 ①折射波线、入射波线和法线在同一平面内； ②折射波线与入射波线分居法线两侧； ③入射角的正弦与折射角正弦的比值为一常数。 (3)折射率：v1、v2 分别是表示波在两种介质中的速度， n12＝vv12叫做第 2 种介质对第 1 种介质的折射率，由折射定 律可知：n12＝vv12＝ssiinnθθ12。
注意：①波从一种介质射入另一种介质时，传播的 方向会发生改变，而波的频率不改变。
因为ssiinnθθ12＝vv12＝n12① v1＝λ1f② v2＝λ2f③ 所以波速与波长关系为：ssiinnθθ12＝vv12＝λλ12＝n12④
②由ssiinnθθ12＝vv12可知，当 v1＞v2 时，θ2＜θ1；v1＜v2 时，θ2＞θ1，即当波动从波速大的介质进入波速小的介 质时，波线发生近法线折射；当波动从波速小的介质进 入波速大的介质时，波线发生远法线折射。
• 【思维点悟】本题考查了波面、波线的定 义及两者之间的关系和惠更斯原理，关键 是能够结合图示理解和掌握这些比较抽象 的概念。
• 对应练习
• 1．对于平面波，波面与波线________； 对于球面波，波面是以________为球心 的球面，波线沿球面的________方向。 介质中任一波面上的各点，都可以看做 ________。
• 5．了解波面和波线的概念。
• 过程与方法
• 1．在已学过的回声和声音反射与折射的 基础上，进一步加深对波的特性的理解。
• 2．通过实验演示和日常生活经验辅助教 学，激发学生感受知识的兴趣。
• 情感、态度与价值观 • 1．培养学生怎样理解和学习抽象概念。 • 2．培养学生由现象结论现象的思维模式。
• 1.假设水面有一个波源，水波向四周传开。 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________，而 与波面垂直的那些线代表了波的 ________，叫做________。
• 2．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________， 其后任意时刻，这些子波在波前进方向的 包络面就是________。
• 答案：垂直 波源 半径 发射子波的波 源
• 知识点3 波的反射
• (1)定义：当波遇到障碍物时，会返回到 原来的介质中继续传播，这种现象叫波的 反射。
• 入射角：入射波线与法线的夹角，如图12 －6－1中所示的α。
• 反射角：反射波线与法线的夹角，如图12 －6－1中所示的β。
• (2)反射定律