高中物理 第2章 机械波 2_4 惠更斯原理 波的反射与折射教师用书 沪科版选修3-4.pdfVIP

2.4惠更斯原理波的反射与折射

学习目标知识脉络

1.知道什么是波面、波线，知道它们之间

的关系.

2.了解惠更斯原理，知道用惠更斯原理描

述波的方法.

3.知道什么是波的反射，理解波的反射定

律.(重点)

4.知道什么是波的折射，理解波的折射定

律.(重点)

5.应用波的反射定律和折射定律解决有关

问题.(难点)

惠更斯原理

[先填空]

1.在均匀介质中，质点的振动会向各个方向匀速传播，形成球面波.

2.波在介质中传播时，任一时刻介质振动步调相同的点的包络面叫做波面；最前面的波

面又叫波前，垂直于波面并指向波传播方向的直线叫做波线.如图2­4­1所示.

图2­4­1

3.波面是平面的波叫做平面波.

4.惠更斯原理的内容是：介质中波前上的各点，都可以看成是一个新的波源(子波源)，

并发出子波；其后，这些子波的包络面就是新的波面.

[再判断]

1.只有平面波的波面才与波线垂直.(×)

2.任何波的波线与波面都相互垂直.(√)

3.任何波的波线都表示波的传播方向.(√)

1

[后思考]

波面一定是平面吗？根据下图思考波线与波面的关系是怎样的.

图2­4­2

【提示】波面不一定是平面.波线与波面互相垂直，一定条件下由波面可确定波线，

由波线可确定波面.

[核心点击]

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.

1.关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是()

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一定不同

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

E.波面可以表示波的传播方向

【解析】按照惠更斯原理：波面是由振动情况完全相同的点构成的面，而不同波面上

质点的振动情况可能相同，如相位相差2π整数倍的质点的振动情况相同，故A对，B错.

由波面和波线的概念，不难判定C、D正确.只有波线才能表示波的传播方向，E错误.故正

确答案为A、C、D.

【答案】ACD

2.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

2

ttt

D.利用惠更斯原理，只要知道时刻波面的位置和波速，就可确定＋Δ时刻波面的

位置

E.不同波面上的质点振动情况一定不相同

【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