粤教版高中物理选修3-4惠更斯原理及其应用.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 四 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。在某一时刻,最前面的波面叫做波前。 (2)波线:与各个波面垂直的线,用来表示波的传播方向。如图所示。 目标导航 预习导引 一 二 三 四 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。 目标导航 预习导引 一 二 三 四 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。 目标导航 预习导引 一 二 三 四 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。 目标导航 预习导引 一 二 三 四 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。 目标导航 预习导引 一 二 三 四 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。 目标导航 预习导引 一 二 三 四 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。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一、惠更斯原理 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(下一节会学习)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。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 【例1】 (多选)下列对惠更斯原理的理解,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 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 解析:根据惠更斯原理,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,同一波面上各质点的振动情况完全相同,选项A正确;不同波面上质点的振动情况可能相同,选项B正确;波线始终与波面垂直,选项D正确;球面波是以波源为中心的一个个球面,选项C正确。 思路分析:本题考查惠更斯原理,求解时要理解惠更斯原理,知道波线与波面的关系。 答案:ABCD 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 (多选)下列说法正确的是(　　) 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 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 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,这些波向前传播情况一样,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、D均正确。 答案:BCD 一 二 知识精