高中物理第二章机械波第三节惠更斯原理及其应用学案（含解析）粤教版选修3_4

《高中物理第二章机械波第三节惠更斯原理及其应用学案（含解析）粤教版选修3_4》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三节　惠更斯原理及其应用学习目标重点难点1．能说出什么是波面和波线．2．能说出什么是波的反射现象及反射定律的内容．3．能说出什么是波的折射现象及折射定律的内容．重点：反射定律和折射定律．难点：用惠更斯原理解释反射现象．一、惠更斯原理1．惠更斯原理介质中任一波阵面上的各点，都可以看作是发射子波的波源，其后任一时刻，这些子波的包迹就是新的波阵面．2．波面和波线任何振动状态相同的点都组成一个圆，这些圆叫做波面，与波面垂直的线叫波线，用来表示波的传播方向．二、波的反射和折射1．波的反射波发生反射时，入射角等于反射角，反射波的波长、频率、波速跟入射波相同．2．波的折射波从一种介质进入另一种介质时，

2、波线发生改变的现象叫波的折射，在波的折射中，波的频率不变，波速和波长都会改变．预习交流学生讨论：一列波从一种介质进入另一种介质时，波的波长、频率和波速三个量哪个改变，哪个不变？答案：波速和波长改变，频率不变．解析：波的频率始终等于波源的频率，由波源决定，与介质无关，所以波从一种介质进入另一种介质时，频率不变；波速由介质决定，与波源无关，所以波从一种介质进入另一种介质时，波速一定改变，从而波长也一定改变．一、波的反射1．我们通常都有这样的体会，在空房间里讲话要比在普通房间里感觉声音响，这是为什么？答案：人说话时发出声波，声波在空房间里遇到墙壁、地面、天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几

3、乎同时到达人耳，人耳只能分开相差0.1s以上的声音，所以人在空房间里讲话感觉声音比在普通房间大，而普通房间里的幔帐、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的声响效果．2．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．答案：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．3．回声是声波的反射现象，某人想听到自己发出的声音的回声，那么他至少要离障碍物多远？（声音在空气中的传播速度为340m/s，原声与回声的最短区分时间为0.1s）答案：17m设人离障碍物的最小距离为x，则2

4、x＝340×0.1m，x＝17m．某测量员是这样利用回声测距离的：他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00s第一次听到回声，又经过0.50s再次听到回声，已知声速为340m/s，则两峭壁间的距离为__________m．答案：425解析：假设两峭壁间的距离为s，测量员离某一峭壁距离为s1，离另一峭壁距离为s2，则s＝s1＋s2，第一次听到回声t1＝1.00s，第二次听到回声t2＝1.50s，由此可得2s1＝vt1,2s2＝vt2，解上式得：s＝＝425m．1．反射是波的共性，一切波都能发生反射．2．波发生反射现象时，传播方向发生变化，波长、频率和波速都不变．二、波的折射1．中午午休时，

5、外界嘈杂的声音影响休息，墙壁的传音性能比空气好得多，但关闭门窗后，外面传入室内的声音却能明显减弱，这是为什么？答案：声波原来在空气中传播，如果没有障碍物，能直接传入室内，当把门窗关闭后，声波遇到墙壁和门窗，在界面上发生反射和折射现象，大部分声波被反射回去，只有部分声波折射进入墙壁和门窗的声波才能透射进入室内，所以室内的声音明显地减弱．2．波发生折射的原因是什么？答案：波发生折射的原因是波在不同介质中的传播速度不同．3．在波的折射现象中，什么发生了变化？答案：波的折射是波从一种介质射入另一种介质中时传播方向发生偏折的现象，因而波的传播方向发生了改变．由于入射波和折射波在两种不同的介质中传播，

6、因此波速会发生变化，波的频率由波源决定，即频率不变，由公式λ＝，可知波长发生变化．4．如图所示，一束平面波中的波线a首先于时刻t由介质1到达界面．波线a进入介质2后，再经过时间Δt，波线b也到达界面．波在介质1和介质2中的传播速度分别为v1和v2，在Δt时间内，两条波线a和b前进的距离分别为AA′和BB′，当波线b到达界面时，新的波面在A′B′的位置．试根据以上条件，利用几何知识推导波的入射角θ1和折射角θ2之间的关系．答案：由于∠BAB′＝θ1，所以AB′＝．又∠A′B′A＝θ2，则AA′＝AB′sinθ2＝sinθ2，即＝＝＝，所以＝．如图所示，某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质

7、的界面上同时产生反射和折射，若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°，此波在乙介质中的波速为1.2×105km/s．（1）该波的折射角为多大？（2）该波在甲介质中的传播速度为多少？（3）该波在两种介质中的波长比为多少？答案：见解析解析：由反射定律可得反射角的大小，由反射波与折射波垂直可得折射角的余角大小，从而求得折射角，由折射定律，可得波速．由波速公式再变形可得波长．（1）由反射定律可得反射角为60°，由题图的几何关系