【优化指导】2016-2017学年高中物理第12章机械波6惠更斯原理新人教版选修3-4总结.ppt

* 6　惠更斯原理 填一填 练一练 1.波面和波线(见课本第40页) (1)概念 ①波面:波传播过程中,任何振动状态相同的点都组成了一个个圆,这些圆叫作一个个波面。 ②波线:与波面垂直的那些线代表了波的传播方向,叫作波线。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,这样的波称为球面波。(如图甲) ②平面波:指波面是平面的波。(如图乙) 填一填 练一练 2.惠更斯原理(见课本第40页) (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)解释现象的过程: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。 填一填 练一练 3.波的反射和折射(见课本第41页) (1)反射现象:波遇到介质界面会返回来继续传播的现象。 (2)折射现象: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。如图所示。 (3)入射角、反射角和折射角: ①入射角:入射波的波线与界面法线的夹角,如图中i、θ1。 ②反射角:反射波的波线与界面法线的夹角,如图中i。 ③折射角:折射波的波线与界面法线的夹角,如图中θ2。 填一填 练一练 关于对惠更斯原理的理解,下列说法错误的是(　　) 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.无论怎样的波,波线始终和波面垂直 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,故选项A正确,B错误;由波面和波线的概念,不难判定选项C、D正确。 答案:B 探究一 探究二 探究三 探究一对惠更斯原理的理解? 问题导引 如图是波在传播过程中的一种现象。 (1)此图是波的什么现象? (2)利用惠更斯原理能解释此现象吗? 探究一 探究二 探究三 探究一 探究二 探究三 名师精讲 1.惠更斯原理的实质 波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源,子波的波速与频率等于初级波的波速和频率,此后每一时刻的子波波面的包络面就是该时刻总的波动的波面。其核心思想是介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的。 2.惠更斯原理的局限性 光的直线传播、反射、折射等都能用此来进行较好的解释。但是,惠更斯原理是比较粗糙的,用它不能解释衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系,而且由惠更斯原理推知有倒退波的存在,而倒退波显然是不存在的。 典例剖析 【例题1】 下列叙述中正确的是(　　) A.空间点波源发出的球面波,其波面是一个球面,波线就是以波源为圆心的同心圆 B.平面波的波线是一条直线,其波线相互平行 C.根据惠更斯原理,波面各点都可看作一个子波源,子波前进的方向的包络面就是该时刻的波面 D.利用惠更斯原理,只要知道t时刻波面的位置和波速,就可确定t+Δt时刻波面的位置 解析:球面波的波线沿球面的半径方向,A错误;平面波的波线是一条直线,由于波线与波面垂直,故平面波的波线相互平行,B正确;由惠更斯原理可知,C正确;利用惠更斯原理,只要知道t时刻波面的位置和波速,就可确定另一时刻的波面的位置,D正确。 答案:BCD 探究一 探究二 探究三 探究一 探究二 探究三 变式训练1　导学列说法正确的是(　　)? A.波在介质中传播的过程中,振动相同的点连接起来组成的面就叫做波面 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,就是新波面 探究一 探究二 探究三 解析:振动相同的点在同一时刻组成的面,叫波面,故A错误;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正确;波面是同一时刻各点连线组成的,其上各点振动情况一样,可以看作相同的一个个新的小波源,这些波向前传播情况一样,经过相同时间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、D均正确。 答案:BCD 探究一 探究二 探究三 探究二波的反射及其应用? 问题导引 人们听不清对方说话时,除了让一只耳朵转向对方,还习惯性地把同侧的手附在耳旁,这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力? 探究一 探究二 探究三 名师精讲 1.波的反射 波遇到障碍物会返回来继续传播的现象。反射波的波长、频率和波速都跟入射波相同,利用波的反射可以进行回声测距和超声波定位。 2.回声测距 (1)当声源不