2、４ 惠更斯原理 波的反射与折射
学 习 目 标 １、明白什么是波面、波线,明白它们之间的关系。 2、了解惠更斯原理,明白用惠更斯原理描述波的方法、 3、明白什么是波的反射,理解波的反射定律、(重点) 4。明白什么是波的折射,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 错误! 知 识 脉 络 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２-4-1所示、
图2。4-1
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,都能够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、(√) ＼o(［后考虑])
波面一定是平面不？依照下图考虑波线与波面的关系是如何的。
图2、4。2
【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、
错误!
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、然而,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。不管如何的波,波线始终和波面垂直 E、波面能够表示波的传播方向
【解析】 依照惠更斯原理: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估计相同,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、依照惠更斯原理,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
D、利用惠更斯原理,只要明白ｔ时刻波面的位置和波速,就可确定t＋Δt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,只要明白t时刻波面的位置和波速,就可确定另一时刻波面的位置,D正确、不同波面上质点的振动情况估计相同,如相位差相差２π整数倍的质点的振动情况相同,故E错误。
【答案】 BCD
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、依照波速确定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。
研究机械波的反射规律和折射规律 ［先填空］ 1。机械波的反射规律
(1)波遇到障碍物时会返回来接着传播,如图2。4。3所示、
图2。４。3
(2)反射定律
①入射角:入射波线与反射面法线的夹角,如图中的α、 ②反射角:反射波线与反射面法线的夹角,如图中的β。
③反射定律:反射波线、入射波线和法线在同一平面内,反射波线和入射波线
第2章 惠更斯原理 波的反射与折射
