高中物理 主题2 机械振动与机械波 9 波的反射、折射和衍射学案 新人教版必修第一册-新人教版高二第一册物理学案VIP专享VIP免费

9波的反射、折射和衍射学习目标知识脉络1．了解波面和波线的概念．2．掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理解释波的反射和折射现象．(难点)3．知道波反射和折射的规律．(重点)4．理解什么是波的衍射现象，知道衍射是波特有的现象．5．知道波发生明显衍射的条件．(重点)知识点一|波面和波线惠更斯原理1．波面：在波的传播过程中，任一时刻振动状态都相同的介质质点所组成的面．2．波线：与波面垂直指向传播方向的直线，如图所示．3．波的分类(1)球面波：波面是球面的波．(2)平面波：波面是平面的波．4．惠更斯原理(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)现象解释只能解释衍射现象中波的传播方向，不能解释波的强度．无法说明衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系．1．波面一定与波线垂直．(√)2．波面一定是平面．(×)3．波的传播方向与波面平行．(×)1．根据惠更斯原理可得出：波在传播过程中，一个波源变成了无数个波源，这种说法正确吗？【提示】不正确．波源只有一个，而子波的波源有无数个．2．波面一定是平面吗？根据图和图思考波线与波面的关系是怎样的．【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．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．利用惠更斯原理解释波的传播：如图所示，以O为球心的球面波在时刻t的波面为γ，按照惠更斯原理，γ面上每个点都是子波的波源．设各个方向的波速都是v，在Δt时间之后各子波的波面如图中一个个的小圆所示，它的半径是vΔt.γ′是这些子波波面的包络面，它就是原来球面波的波面γ在时间Δt后的新位置．可以看出，新的波面仍是一个球面，它与原来球面的半径之差为vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离．与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播(如图所示)．3．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．下列说法中正确的是()A．惠更斯原理能解释波的衍射现象B．声波是球面波C．只有横波才能形成球面波D．只有纵波才能形成球面波E．横波和纵波都能形成球面波答案：ABE2．下列说法中正确的是()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．任何波的波线都表示波的传播方向D．有些波的波面表示波的传播方向E．子波的波速与频率等于初级波的波速和频率解析：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、B正确；只有波线才表示波的传播方向，选项C正确，D错误．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，E对．答案：BCE利用惠更斯原理解释波的传播的一般步骤(1)确定一列波某时刻一个波面的位置．(2)在波面上取两点或多个点作为子波的波源．(3)选一段时间Δt.(4)根据波速确定Δt时间后子波波面的位置．(5)确定子波在波前进方向上的包络面，即为新的波面．(6)由新的波面可确定波线及其方向．知识点二|波的反射和折射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射入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象．1．入射波的波线与界面的夹角叫入射角．(×)2．反射波的波线与法线的夹角叫作反射角．(√)3．反射波的波线，折射波的波线与界面的法线在同一平面内．(√)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，如图这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力？【提示】在耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射面积来提高耳朵的接收能力．1．回声测距(1)当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会返回来继续传播，由于反射波与入射波在同一介质...