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
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