物理选修惠更斯原理.ppt

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1、物理选修课件惠更斯原理现在学习的是第1页，共35页4掌掌握握惠惠更更斯斯原原理理，理理解解用用惠惠更更斯斯原原理理解解释释波波的的反反射和折射射和折射现现象。象。5了解波面和波了解波面和波线线的概念。的概念。过程与方法过程与方法1在在已已学学过过的的回回声声和和声声音音反反射射与与折折射射的的基基础础上上，进进一步加深一步加深对对波的特性的理解。波的特性的理解。2通通过过实实验验演演示示和和日日常常生生活活经经验验辅辅助助教教学学，激激发发学学生感受知生感受知识识的的兴兴趣。趣。现在学习的是第2页，共35页情感、态度与价值观情感、态度与价值观1培养学生怎样理解和学习抽象概念。培养学生怎样理解和

2、学习抽象概念。2培养学生由现象结论现象的思维模式。培养学生由现象结论现象的思维模式。现在学习的是第3页，共35页1.假假设设水水面面有有一一个个波波源源，水水波波向向四四周周传传开开。任任何何振振动动状状态态相相同同的的点点都都组组成成了了一一个个个个圆圆。我我们们把把这这些些圆圆叫叫做做一一个个个个_，而而与与波波面面垂垂直直的的那那些些线线代代表表了了波波的的_，叫做，叫做_。2惠惠更更斯斯原原理理：介介质质中中任任一一波波面面上上的的各各点点，都都可可以以看看做做发发射射子子波波的的_，其其后后任任意意时时刻刻，这这些些子子波波在在波波前前进进方向的包方向的包络络面就是面就是_。现在学习

3、的是第4页，共35页3由由惠惠更更斯斯原原理理我我们们可可推推得得，在在波波的的反反射射中中，反反射射角角_入射角。入射角。答案：答案：1波面波面传传播方向波播方向波线线2波源新的波面波源新的波面3等于等于现在学习的是第5页，共35页(1)波面波面波波源源引引起起的的振振动动在在介介质质中中向向各各个个方方向向传传播播，如如果果把把某某一一时时刻刻振振动动状状态态相相同同的的点点连连接接起起来来组组成成一一个个面面，这这个个面面就就叫做波面。叫做波面。例例如如：球球面面波波：波波阵阵面面是是以以波波源源为为球球心心的的一一个个个个球球面，波面，波线线是是这这些球面的半径，些球面的半径，这这种波

4、种波为为球面波。球面波。平面波：波面是平面的波平面波：波面是平面的波为为平面波。平面波。知识点知识点1 波面和波线波面和波线现在学习的是第6页，共35页(2)波波线线用用来来表表示示波波的的传传播播方方向向，在在各各向向同同性性介介质质中中波波线线与与波波面垂直。面垂直。(3)波面与波波面与波线线的关系的关系现在学习的是第7页，共35页注注意意：无无论论是是球球面面波波，还还是是平平面面波波，同同一一波波面面上上的的各各质点振动情况完全相同。质点振动情况完全相同。现在学习的是第8页，共35页介介质质中中任任一一波波面面上上的的各各点点，都都可可以以看看做做发发射射子子波波的的波波源源，其其后后

5、任任意意时时刻刻，这这些些子子波波在在波波前前进进方方向向的的包包络络面面，就就是新的波面。例如：是新的波面。例如：知识点知识点2 惠更斯原理惠更斯原理现在学习的是第9页，共35页现在学习的是第10页，共35页注注意意：惠惠更更斯斯原原理理只只能能解解释释波波的的传传播播方方向向，不不能能解解释释波的强度。波的强度。现在学习的是第11页，共35页【例例1】下列下列说说法正确的是法正确的是()A波波在在介介质质中中传传播播过过程程中中，振振动动相相同同的的点点连连接接起起来来组组成的面就叫做波面成的面就叫做波面B波波线线是是用用来来表表示示波波的的传传播播方方向向的的，波波线线与与波波面面总总是

6、垂直的是垂直的C无无论论是是球球面面波波，还还是是平平面面波波，同同一一波波面面上上各各质质点点的振的振动动情况完全一情况完全一样样D波波面面上上的的各各点点都都可可以以看看作作一一个个个个新新的的小小波波源源，称称为为子子波波，子子波波在在前前进进方方向向上上任任意意时时刻刻形形成成的的包包络络面面，就就是是新的波面新的波面现在学习的是第12页，共35页【答案答案】B、C、D【解解析析】振振动动相相同同的的质质点点在在同同一一时时刻刻组组成成的的面面，叫叫做做波波面面，故故A错错；波波线线表表示示波波的的传传播播方方向向，在在同同一一种种介介质质中中传传播播时时，波波线线与与波波面面总总是是

7、垂垂直直，表表示示为为一一条条直直线线，在在不不同同介介质质中中传传播播时时，表表示示为为折折线线或或曲曲线线，但但总总跟跟在在对对应应介介质质中中的的波波面面垂垂直直，故故B对对；波波面面是是同同一一时时刻刻各各质质点点连连线线组组成成的的，其其上上各各质质点点振振动动情情况况一一样样，可可以以看看作作相相同同的的一一个个个个新新的的小小波波源源，这这些些波波往往前前传传播播情情况况一一样样，经经过过相相同同时时刻刻到到达达的的位位置置的的连连线线又又可可以以连连接接成成一一个个面面，就就形形成成新新的的波波面面，故故C、D均正确。均正确。现在学习的是第13页，共35页【思思维维点点悟悟】本

8、本题题考考查查了了波波面面、波波线线的的定定义义及及两两者者之之间间的的关关系系和和惠惠更更斯斯原原理理，关关键键是是能能够够结结合合图图示示理理解解和和掌掌握握这些比较抽象的概念。这些比较抽象的概念。现在学习的是第14页，共35页对应练习对应练习1对对于于平平面面波波，波波面面与与波波线线_；对对于于球球面面波波，波波面面是是以以_为为球球心心的的球球面面，波波线线沿沿球球面面的的_方向。介质中任一波面上的各点，都可以看做方向。介质中任一波面上的各点，都可以看做_。答案：答案：垂直波源半径发射子波的波源垂直波源半径发射子波的波源现在学习的是第15页，共35页知识点知识点3 波的反射波的反射(

9、1)定定义义：当当波波遇遇到到障障碍碍物物时时，会会返返回回到到原原来来的的介介质质中中继续传播，这种现象叫波的反射。继续传播，这种现象叫波的反射。入入射射角角：入入射射波波线线与与法法线线的的夹夹角角，如如图图1261中中所所示的示的。反反射射角角：反反射射波波线线与与法法线线的的夹夹角角，如如图图1261中中所所示的示的。现在学习的是第16页，共35页现在学习的是第17页，共35页(2)反射定律反射定律反射波反射波线线，入射波，入射波线线和法和法线线在同一平面内；在同一平面内；反射波反射波线线与入射波与入射波线线分居法分居法线线两两侧侧；反射角等于入射角，即反射角等于入射角，即。注注意意：

10、在在反反射射现现象象中中，反反射射波波的的波波长长、频频率率和和波波速速都都跟入射波的完全相同。跟入射波的完全相同。现在学习的是第18页，共35页【例例2】用惠更斯原理用惠更斯原理证证明平面波的反射定律。明平面波的反射定律。现在学习的是第19页，共35页【证证明明】如如图图1262所所示示a、b、c是是入入射射波波的的波波线线，a、b、c是反射波的波线。是反射波的波线。AB、AB分分别别是是入入射射波波中中abc包包络络成成的的、反反射射波波中中abc包络成的波面。包络成的波面。由由于于波波从从B传传播播到到B所所用用的的时时间间与与波波从从A传传播播到到A所所用用的的时时间间是是一一样样的的

11、。而而波波在在同同种种介介质质中中的的波波速速相相同同，故故BBAA。现在学习的是第20页，共35页AB、AB分别与入射波线、反射波线垂直，分别与入射波线、反射波线垂直，故直角故直角ABB BAA，所以，所以AABBBA。入入射射角角i和和反反射射角角i分分别别为为BBA和和AAB的的余余角角，所以所以ii。也就是说，在波的反射中，反射角等于入射角。也就是说，在波的反射中，反射角等于入射角。现在学习的是第21页，共35页【思思维维点点悟悟】波波在在传传播播过过程程中中，在在同同一一均均匀匀介介质质中中不不论论是是直直线线传传播播，还还是是反反射射，由由同同一一个个包包络络面面到到达达另另一一个

12、个包包络面的时间是一样的。络面的时间是一样的。现在学习的是第22页，共35页知识点知识点4 波的折射波的折射(1)定定义义：波波传传播播到到两两种种不不同同的的可可传传播播波波的的介介质质界界面面时时，会会有有一一部部分分进进入入第第二二介介质质中中，但但波波线线会会发发生生变变化化，这这种种现现象叫波的折射。象叫波的折射。现在学习的是第23页，共35页入入射射角角：入入射射波波线线与与法法线线间间的的夹夹角角，如如图图1263所所示中示中1。折折射射角角：折折射射波波线线与与法法线线间间的的夹夹角角，如如图图1263所所示中示中2。现在学习的是第24页，共35页现在学习的是第25页，共35页

13、现在学习的是第26页，共35页现在学习的是第27页，共35页【例例3】某某列列波波以以60的的入入射射角角从从甲甲介介质质射射到到乙乙介介质质的的界界面面上上同同时时发发生生反反射射和和折折射射，若若反反射射线线与与折折射射线线成成90角角，波波在在乙乙介介质质中中的的波波速速为为1.2105 km/s，求求波波在在甲甲介介质质中中的的速度是多少？速度是多少？现在学习的是第28页，共35页现在学习的是第29页，共35页现在学习的是第30页，共35页现在学习的是第31页，共35页1.折射定律的推折射定律的推导导与与结论结论现在学习的是第32页，共35页现在学习的是第33页，共35页2入入射射波波、反反射射波波、折折射射波波的的波波速速、波波长长、频频率率的的关系关系(1)反射波的波反射波的波长长、频频率、波速都与入射波相同。率、波速都与入射波相同。(2)折折射射波波的的频频率率与与入入射射波波的的频频率率相相同同，波波速速、波波长长都都不相同。不相同。现在学习的是第34页，共35页【例例4】如如图图1266所所示示是是一一列列机机械械波波从从一一种种介介质质进进入入另另一一种种介介质质中中发发生生的的现现象象，已已知知波波在在介介质质中中的的波波速速为为v1，波在介，波在介质质中的波速中的波速为为v2，则则v1：v2为为()现在学习的是第35页，共35页