波的反射和折射-惠更斯原理

1、：波面波面波線波線特點：波線與波面互相垂直特點：波線與波面互相垂直平面波的波線：平面波的波線： 垂直于波面的平行線垂直于波面的平行線球面波的波線：球面波的波線： 沿著以波源為中心的沿著以波源為中心的半徑方向向外的射線半徑方向向外的射線平面波的波前球面波的波前t時刻波前時刻波前波源波源子波子波t+t時刻時刻波前波前波源波源.tt 時刻波前時刻波前t 時刻波前時刻波前v tv t.球面波的波面和波線球面波的波面和波線平面波的波面和波線平面波的波面和波線. . . . . . . . .子波波源子波波源tv用惠更斯原理確定下一時刻用惠更斯原理確定下一時刻平面波平面波的波面的波面t + t時刻的波面時

2、刻的波面t 時刻的波面時刻的波面用惠更斯原理確定下一時刻用惠更斯原理確定下一時刻球面波球面波的波面的波面.子波波源子波波源t+t時刻時刻的波面的波面t 時刻時刻的波面的波面tv反射波的波線與平面法線的夾角反射波的波線與平面法線的夾角i 叫做叫做反射角反射角。入射角（入射角（i）：）：入射波的波線與平面法線的夾角入射波的波線與平面法線的夾角i叫做叫做入射角入射角。反射角（反射角（i）：）：1 1定義：波遇到障礙物會返回來繼定義：波遇到障礙物會返回來繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的反射續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的反射 i i法線法線平面平面 經(jīng)經(jīng) t后，后，B點發(fā)射的子波到達界面處點發(fā)射的子波到達界面處B點

3、，點，A點發(fā)射點發(fā)射的子波到達的子波到達A點點。同種介質(zhì)，波速不變。同種介質(zhì)，波速不變。i ii iABacbacb由惠更斯原理，由惠更斯原理，AB為波的一個波面為波的一個波面AABBAABBABABBABAii tvAB內(nèi)容：內(nèi)容：入射線、法線、反射線在入射線、法線、反射線在同一平面內(nèi)，入射線與反射線分同一平面內(nèi)，入射線與反射線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。反射定律：反射定律：i i法線法線平面平面注意：注意：1.1.反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同。反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同。2.2.波遇到兩種介質(zhì)界面時，總存在反射。波遇到兩種介質(zhì)界面時，

4、總存在反射。 1回聲是聲波的反射現(xiàn)象回聲是聲波的反射現(xiàn)象 對著山崖或高墻說話，聲波傳到山崖或高墻時，會對著山崖或高墻說話，聲波傳到山崖或高墻時，會被反射回來繼續(xù)傳播被反射回來繼續(xù)傳播 2夏日的雷聲轟鳴不絕夏日的雷聲轟鳴不絕 聲波在云層界面多次反射聲波在云層界面多次反射3在空房間里講話感覺聲音響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)生反聲波在普通房間里遇到墻壁，地面，天花板發(fā)生反射時，由于距離近，射時，由于距離近，原聲與回聲幾乎同時到達人原聲與回聲幾乎同時到達人耳耳人耳只能分開相差人耳只能分開相差0.1s以上的聲音以上的聲音所以，在房間所以，在房間里聽不到回聲，人在房

5、間里講話感覺聲音比在野外大，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、衣物等會吸收聲波，會而普通房間里的幔帳、地毯、衣物等會吸收聲波，會影響室內(nèi)的聲響效果影響室內(nèi)的聲響效果蝙蝠的蝙蝠的“眼睛眼睛”：18世紀(jì)，意大利教士兼生物學(xué)家斯帕蘭扎世紀(jì)，意大利教士兼生物學(xué)家斯帕蘭扎尼研究蝙蝠在夜間活動時，發(fā)現(xiàn)蝙蝠是靠高頻率的尖叫來確尼研究蝙蝠在夜間活動時，發(fā)現(xiàn)蝙蝠是靠高頻率的尖叫來確定障礙物的位置的。這種尖叫聲在每秒定障礙物的位置的。這種尖叫聲在每秒2萬到萬到10萬赫茲之間，萬赫茲之間，我們的耳朵對這樣頻率范圍內(nèi)的聲波是聽不到的。這樣的聲我們的耳朵對這樣頻率范圍內(nèi)的聲波是聽

6、不到的。這樣的聲波稱為超聲波。波稱為超聲波。蝙蝠發(fā)出超聲波，然后借助物體反射回來的蝙蝠發(fā)出超聲波，然后借助物體反射回來的回聲，就能判斷出所接近的物體的大小、形狀和運動方式回聲，就能判斷出所接近的物體的大小、形狀和運動方式。 雷達和隱形飛機：雷達和隱形飛機：雷達是利用無線電波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并測定其位雷達是利用無線電波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并測定其位置的設(shè)備。由于無線電波具有恒速、定向傳播的規(guī)律，因此，置的設(shè)備。由于無線電波具有恒速、定向傳播的規(guī)律，因此，當(dāng)雷達波碰到飛行目標(biāo)當(dāng)雷達波碰到飛行目標(biāo)(飛機、導(dǎo)彈）等時，一部分雷達波便會飛機、導(dǎo)彈）等時，一部分雷達波便會反射反射回來，根據(jù)反射雷達波的時間和方位便可以計算

7、出飛行目回來，根據(jù)反射雷達波的時間和方位便可以計算出飛行目標(biāo)的位置。由于一般飛機的外形比較復(fù)雜，總有許多部分能夠標(biāo)的位置。由于一般飛機的外形比較復(fù)雜，總有許多部分能夠強烈反射雷達波，因此整個隱形飛機強烈反射雷達波，因此整個隱形飛機F117飛機表面涂以黑色飛機表面涂以黑色的吸收雷達波的涂料。的吸收雷達波的涂料。 界面界面介質(zhì)介質(zhì)I I介質(zhì)介質(zhì)IIII1、定義：、定義： 波從一種介質(zhì)進入另一種介波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)質(zhì)時，波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射象叫做波的折射折射角（折射角（r）：折射波的波線與兩介質(zhì)）：折射波的波線與兩介質(zhì)界面法線的夾角界面法線的

8、夾角r叫做叫做折射角折射角。拆射定律：拆射定律：（1）波在介質(zhì)中發(fā)生折射時，入射線、）波在介質(zhì)中發(fā)生折射時，入射線、法線、折射線在同一平面內(nèi)，入射線法線、折射線在同一平面內(nèi)，入射線和折射線分別位于法線兩側(cè)和折射線分別位于法線兩側(cè)（2）ir法線法線sinsin21ivv當(dāng)當(dāng)v1v2時時,i 即折射線偏向法線；即折射線偏向法線；當(dāng)當(dāng)v1v2時時,i 即折射線偏離法線；即折射線偏離法線；當(dāng)垂直界面入射時，當(dāng)垂直界面入射時， i =0，=0，傳播方向不變傳播方向不變，但，但仍發(fā)生了折仍發(fā)生了折射現(xiàn)象射現(xiàn)象1.當(dāng)入射波速度當(dāng)入射波速度大于大于折射波速度時，折射角折向法線。折射波速度時，折射角折向法線。2

9、.當(dāng)入射波速度當(dāng)入射波速度小于小于折射波速度時，折射角折離法線。折射波速度時，折射角折離法線。3.當(dāng)垂直界面入射時，傳播方向不改變，但波速改變。當(dāng)垂直界面入射時，傳播方向不改變，但波速改變。屬折射中的特例。屬折射中的特例。4.在波的折射中，在波的折射中，波的頻率不改變波的頻率不改變，波速和波長都發(fā)，波速和波長都發(fā)生改變。生改變。波發(fā)生折射的原因：是波在波發(fā)生折射的原因：是波在不同介質(zhì)中的速度不同不同介質(zhì)中的速度不同注意：注意：由惠更斯原理，A、B為同一波面上的兩點irABCDirtv 1 經(jīng)t后，B點發(fā)射的子波到達界面處D點，A點的到達C點，ADBDi sinADtv 1ADACr sinADtv 221sinsinvvri證畢證畢用惠更斯原理解釋波的折射tv 2基礎(chǔ)強化答案:CD答案答案:C.vdf6804170n 答案答案:4次次121212121212:P Pss ,:2s2sv t ,t,P P(3.50.5)(4.4 1.7):ss,b0.13.50.5340 0.117 .22(1.02ssttss