－魯科版選修34 2.2 波的反射和折射 課件（17張）.pptVIP

2 2波的反射和折射 christianhuygens1629 1695 荷蘭物理學(xué)家 數(shù)學(xué)家 天文學(xué)家 1629年出生于海牙 1655年獲得法學(xué)博士學(xué)位 1663年成為倫敦皇家學(xué)會(huì)的第一位外國會(huì)員 克里斯蒂安 惠更斯是與牛頓同一時(shí)代的科學(xué)家 是歷史上最著名的物理學(xué)家之一 他對(duì)力學(xué)的發(fā)展和光學(xué)的研究都有杰出的貢獻(xiàn) 在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面也有卓越的成就 是近代自然科學(xué)的一位重要開拓者 克里斯蒂安 惠更斯 波面 在任一時(shí)刻 介質(zhì)中任何振動(dòng)狀態(tài)相同的質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成的面叫做波面 波線 用來表示波的傳播方向的 跟各個(gè)波面垂直的線叫做波線 波面 波線 一 波面和波線 媒質(zhì)中波動(dòng)傳到的各點(diǎn)都可以看作是新的次波源 這些新波源發(fā)射的波稱為子波 其后任一時(shí)刻這些子波的包絡(luò)面就是該時(shí)刻的新波陣面 二 惠更斯原理 球面波 平面波 t t波面 t波面 t波面 t t波面 u t u t 二 惠更斯原理 二 惠更斯原理 球面波的波面和波線 平面波的波面和波線 用惠更斯原理確定下一時(shí)刻平面波的波面 二 惠更斯原理 用惠更斯原理確定下一時(shí)刻球面波的波面 二 惠更斯原理 利用惠更斯原理可以由已知的波面通過幾何作圖方法確定下一時(shí)刻的波面 從而確定波的傳播方向 例如當(dāng)波在均勻的各向同性介質(zhì)中傳播時(shí) 波面的幾何形狀總是保持不變的 二 惠更斯原理 對(duì)波的衍射的解釋 對(duì)波的衍射的解釋 波達(dá)到狹縫處 縫上各點(diǎn)都可看作子波源 作出子波包絡(luò) 得到新的波前 在縫的邊緣處 波的傳播方向發(fā)生改變 當(dāng)狹縫縮小 與波長相近時(shí) 衍射效果顯著 反射波的波線與平面法線的夾角i 叫做反射角 入射角 i 入射波的波線與平面法線的夾角i叫做入射角 反射角 i 波遇到障礙物會(huì)返回來繼續(xù)傳播 這種現(xiàn)象叫做波的反射 三 用惠更斯原理解釋波的反射 經(jīng) t后 b點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面處b 點(diǎn) a點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)a 點(diǎn) 同種介質(zhì) 波速不變 由惠更斯原理 ab為波的一個(gè)波面 三 用惠更斯原理解釋波的反射 入射線 法線 反射線在同一平面內(nèi) 入射線與反射線分居法線兩側(cè) 反射角等于入射角 反射定律 1 反射波的波長 頻率 波速都跟入射波相同 2 波遇到兩種介質(zhì)界面時(shí) 總存在反射 注意 三 用惠更斯原理解釋波的反射 1 回聲是聲波的反射現(xiàn)象 對(duì)著山崖或高墻說話 聲波傳到山崖或高墻時(shí) 會(huì)被反射回來繼續(xù)傳播 2 夏日的雷聲轟鳴不絕 聲波在云層界面多次反射 3 在空房間里講話感覺聲音響 聲波在普通房間里遇到墻壁 地面 天花板發(fā)生反射時(shí) 由于距離近 原聲與回聲幾乎同時(shí)到達(dá)人耳 人耳只能分開相差0 1s以上的聲音 所以 在房間里聽不到回聲 人在房間里講話感覺聲音比在野外大 而普通房間里的幔帳 地毯 衣物等會(huì)吸收聲波 會(huì)影響室內(nèi)的聲響效果 生活中波的反射現(xiàn)象的思考 折射角 r 折射波的波線與兩介質(zhì)界面法線的夾角r叫做折射角 波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí) 波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射 四 用惠更斯原理解釋波的折射 1 當(dāng)入射波速度大于折射波速度時(shí) 折射角折向法線 2 當(dāng)入射波速度小于折射波速度時(shí) 折射角折離法線 3 當(dāng)垂直界面入射時(shí) 傳播方向不改變 但波速改變 屬折射中的特例 4