惠更斯原理课件

第六节惠更斯原理课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位知能优化训练第六节惠更斯原理课标定位学习目标：1.知道什么是波面、波线，知道波的反射、折射现象．2．知道惠更斯原理及对波的反射、折射和衍射现象的解释．重点难点：用惠更斯原理解释反射、折射、衍射现象．课前自主学案一、波面和波线1．波面和波线(1)波面：在波的传播过程中，任一时刻__________都相同的介质质点所组成的面；图12－6－1(2)波线：与波面______且指向__________的直线，如图12－6－1所示．振动状态垂直传播方向2．波的分类(1)球面波：波面是______的波,如空气中的声波．(2)平面波：波面是______的波，如水波．二、惠更斯原理1．内容：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________就是新的波面．球面平面波源包络面2．解释现象的过程：如果知道某时刻一列波的某个______的位置，还知道______，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个______的位置，从而可确定波的__________．三、波的反射和折射1．反射现象：波遇到介质界面会反向继续传播的现象．2．折射现象：波从一种介质进入另一种介质时，波的__________通常会发生改变的现象．波面波速波面传播方向传播方向核心要点突破一、波的反射、折射现象中各量的变化波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象，一些物理量相应发生了变化，比较如下：波现象比较项波的反射波的折射传播方向改变θ反＝θ入改变θ折≠θ入频率f不变不变波速v不变改变波长λ不变改变元贝驾考金手指驾驶员考试说明：(1)频率f由波源决定，故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率，即波源的振动频率相同．(2)波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化．(3)据v＝λf知，波长λ与v及f有关，即与介质及波源有关,反射波与入射波在同一介质中传播,频率相同，故波长相同．折射波与入射波在不同介质中传播，f相同，v不同，故λ不同．特别提醒：(1)波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同介质中的传播速度不同．(2)对于入射角为零的特殊现象，折射角也为零，即沿原方向传播，但介质发生了变化，其波长和波速也相应发生变化．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．下列说法正确的是()A．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短B．波发生反射时，频率、波长、波速均不变C．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化D．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化解析：选BC.波发生反射时,在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率不变；波发生折射时，频率不变，波速变，波长变，故B、C正确．A、D错误.二、波的反射现象的应用1．回声测距：(1)当声源不动时，声波遇到了障碍物会返回来继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等，设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为s＝v声t2.(2)当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声＋v)t2.(3)当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离声源时，声源发声时障碍物到声源的距离s＝(v声－v)t2.2．超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来．蝙蝠、海豚就是根据接收到反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向．特别提醒：人耳能将原声和回声(反射回来的声音)区分开的最小时间间隔为0.1s.即时应用(即时突破，小试牛刀)2．人耳只能区分相差0.1s以上的两个声音，人要听到自己讲话的回声，离障碍物的距离至少要大于()A．34mB．17mC．100mD．170m解析：选B.声波在空气中传播的速度约为340m/s，因此2s＝vt，s＝vt2＝17m，B正确．课堂互动讲练对波线、波面的认识例1下列说法中不．正确的是()A．只有平面波的波面才与波线垂直B．任何波的波线与波面都相互垂直C．任何波的波线表示波的传播方向D．有些波的波面表示波的传播方向【精讲精析】不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A错误，选项B正确，只有波线才表示波的传播方向,选项C正确，D错误．【答案】AD变式训练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可能相同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答案：ACD例2如图12－6－2甲所示是在高速公路上用超声波速度仪测量车速的示意图，测速仪固定并正对被测物发出和接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号的时间差，测出被测物体的速度．图乙是测量仪记录脉冲信号得到的纸带，p1、p2表示测速仪发出的超声波信号，n1、n2表示p1、p2经汽车反射回来的信号．设记录时纸带匀速移动，p1、p2波的反射现象的应用之间的时间间隔Δt＝1.0s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图乙可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是多少？汽车的速度是多大？图12－6－2【思路点拨】超声波遇到障碍物会反射回来．从发出超声波到收到超声波的时间就是波来回运动的时间，而中间时刻就是跟物体相遇的时刻．【自主解答】(1)从p1到p2经历的时间为1.0s，图乙中是30个格，发出p1到收到n1共12个格，知车距仪器的距离s1＝12vΔt1＝12×340×130×12m＝68m，发出p2到收到n2共9个格，知车距仪器的距离s2＝12vΔt2＝12×340×130×9m＝51m，车行驶的距离为Δs＝s1－s2＝17m.(2)车第一次收到超声波的时刻应是p1n1的中点，第二次接到超声波是p2n2的中点时刻，这两个中点间共有28.5个小格，对应的时间为Δt＝130×28.5s＝0.95s，车的速度为v＝ΔsΔt＝170.95m/s≈17.9m/s.【答案】17m17.9m/s变式训练2甲、乙两人平行站在一堵墙前面，两人相距2a，距离墙均为3a，当甲开了一枪后，乙在时间t后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为()A．听不到B．甲开枪3t后C．甲开枪2t后D．甲开枪3＋72t后解析：选C.乙听到的第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙耳中的，故t＝2av.甲、乙两人及墙的位置如图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图中AC和CB所示，由几何关系可得：AC＝CB＝2a，故第二声枪响传到乙的耳中的时间为t′＝AC＋CBv＝4av＝2t.