126惠更斯原理

第六届惠更斯原理自主学目标1.知道什么是波面、波线、平面波、球面波.2.理解惠更斯原理，并能用惠更斯原理解释物理现象.知识点归纳一、波面、波线及波的分类1.波面：在波的传播过程中，任一时刻①都相同的介质质点所组成的面.2.波线：与波面②的那些背离波源的线，代表了波的③.3.波的分类球面波：波面是④的波.平面波：波面是⑤的波.二、惠更斯原理1.内容：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的⑥，其后任意时刻，这些子波在波前进方向上的⑦就是新的波面.2.惠更斯原理的应用：如果知道某时刻一列波的某个⑧的位置，还知道⑨的位置，从而可确定波的⑩.利用惠更斯原理还可以解释波的○11、○12、○13.提示：①振动状态②垂直③传播方向④球面⑤平面⑥波源⑦包络面⑧波面⑨波速⑩传播方向○11衍射○12反射○13折射重难点解析一、对波线与波面的理解1.对波面、波线的理解（1）波面：不一定是面，如水波，它只能在水面传播，水波的波面是以波源为圆心的一簇圆.（2）波线：有方向的一粗线，它的方向代表了波的传播方向.（3）波面与波线的关系：互相垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线确定波面.2.球面波与平面波的区别与联系球面波平面波区别波面形状球面平面形成点波源在均匀介质中向各个方向发出的波面波源在均匀介质中向波源面两侧发出的波波面与波源的关系波面以点波源为球心波面与波源平行联系球面波传至距波源很远处时，在空间的某一小区域内的球形波面可以看成平面波二、用惠更斯原理确定波动的传播方向不论对机械波还是电磁波，也不论波动所经过的介质是均匀的还是非均匀的，是各向同性的还是各向异性的，惠更斯原理都是适用的。只要知道某一时刻的波面与波速，就可以根据惠更斯原理，用几何作图方法决定下一时刻的波面，从而确定波的传播方向。根据惠更斯原理，应用几何作图方法，由已知的某一时刻波阵面，可以确定下一时刻的波阵面，从而确定波的传播方向。例如（1）点波源O发出的球面波（2）平面波惠更斯原理对任何波动过程都是适用的。只要知道某一时刻的波阵面，就可根据这一原理用几何方法来决定任一时刻的波阵面，因而在很广泛的范围内解决了波的传播问题。三、用惠更斯原理解释波的反射和折射反射波与入射波在同一介质中，传播的速度是相同的，因而在同一时间内行进的距离是相等的；而折射波与入射波在不同的介质中传播，波速是不同的，因而在同一时间内行进的距离是不等的。据此可以解释波的反射与折射现象。典型例题例如图中，1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()A．2与1的波长、频率相等，波速不等B．2与1的波速、频率相等，波长不等C．3与1的波速、频率、波长均相等D．3与1的频率相等，波速、波长均不等【解析】反射波的波长、频率、波速与入射波都应该相等，故A、B错．折射波的波长、波速与入射波都不等，但频率相等，故C错，D正确．【答案】D新课标检测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2．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则()A．声波频率不变，波长变小B．声波频率不变，波长变大C．声波频率变小，波长变大D．声波频率变大，波长不变3．如图是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象，已知波在介质Ⅰ中的波速为v1，波在介质Ⅱ中的波速为v2，则v1∶v2为()A．1∶2B.2∶1C.3∶2D.2∶34.某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340m/s，那么他至少要离障碍物多远？(原声与回声区分的最短时间为0.1s)5.一列声波在空气中的波长为34cm，传播速度为340m/s，这列声波传入另一介质时，波长变为68cm，它在这种介质中的传播速度是多少？该声波在空气中与介质中的频率各是多少？6．一只汽船以4m/s速度在无风河面上航行，船上发生一声鸣笛，旅客在3s后听到前方悬崖反射回来的声音，问悬崖离汽船原来的位置有多远？7．一平面波，以30°的入射角投射到两种介质的交界面，发生了折射，折射角为45°，当入射波的波长为10厘米时，那么折射波的波长是多少？课时训练1.人在室内讲话比在室外空旷处讲话声音要洪亮，是因为（）A.室内空气不流动B.室内声音多次反射C.室内声音发生折射D.室内物体会吸收声音2．下列说法正确的是()A．入射波面与法线的夹角为入射角B．入射角跟反射角相等C．入射波线与法线的夹角为入射角D．入射波线与界面夹角为入射角3．一列声波在第一种均匀介质中的波长为1，在第二种均匀介质中的波长为2，若1=22，则该声波在两种介质中的频率之比和波速之比分别为A．2∶1，1∶1B．1∶2，1∶4C．1∶1，2∶1D．1∶1，1∶24.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球心的一个个球面D、无论怎样的波，波线始终和波面垂直5．甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距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6．以下关于波的认识，正确的是()A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的反射D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象7．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，这样做是利用声波的________提高耳的接收能力．8．声波在空气中传播速度v1＝340米/秒，在钢铁中的传播速率为4900米/秒，一人用锤子敲击一下铁桥的一端而发出声音，经空气和桥传到另一端的时间差为2秒，则桥长________米，空气中和钢铁中声波的频率之比是________，波长之比是________．9．某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来；某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200μs后收到反射波；隔0.8s后再发出一个脉冲，经198μs收到反射波，已知无线电波传播的速度为c＝3×108m/s，求飞机的飞行速度v.10.某列波以60°的入射角从介质甲射到介质乙的界面上同时发生反射和折射，若反射波线与折射波线成90°角，波在介质乙中的波速为1.2×105km/s，求波在介质甲中的速度是多少？11.一木匠在房顶上用铁锤钉钉子，有一位过路者在观察，他看到锤子举到最高点时，也恰好听到敲打声，他抬手看了看手表，木匠敲了8下用4s，他便很快估计出他到木匠的最小距离不小于85m，设声速为340m/s，木匠上举和向下放锤的时间相等，说说旁观者用的方法，写出他到木匠距离的表达式．12．一平面波，以30°的入射角投射到两种介质的交界面，发生了折射，折射角为45°，当入射波的波长为10厘米时，那么折射波的波长是多少？