高二物理波的反射和折射復(fù)習(xí)過程

1、高二物理波的反射和折射一、波面和波線一、波面和波線 波面：同一時(shí)刻，介質(zhì)中處于波峰或波面：同一時(shí)刻，介質(zhì)中處于波峰或波谷的質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成的面叫做波面波谷的質(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個(gè)波面垂直的線叫做波線 惠 更 斯C.Huygens荷蘭物理學(xué)家荷蘭物理學(xué)家(1629-1695)一、惠更斯原理一、惠更斯原理波動所到達(dá)的媒質(zhì)中各點(diǎn)，都可以看作波動所到達(dá)的媒質(zhì)中各點(diǎn)，都可以看作為發(fā)射子波的波源，而后一時(shí)刻這些子為發(fā)射子波的波源，而后一時(shí)刻這些子波的包跡便是新的波陣。波的包跡便是新的波陣。 介質(zhì)中任一波陣面上的各點(diǎn)，介質(zhì)中

2、任一波陣面上的各點(diǎn)， 都是發(fā)射子波的新都是發(fā)射子波的新波源，其后任意時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)面就是新的波波源，其后任意時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)面就是新的波陣面。陣面。 根據(jù)惠更斯原理，只要知道某一時(shí)刻的波陣面，根據(jù)惠更斯原理，只要知道某一時(shí)刻的波陣面，就可以確定下一時(shí)刻的波陣面。就可以確定下一時(shí)刻的波陣面。 利用惠更斯原理可以由已知的波面通過幾何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)，用上述作圖法求出的波面的幾質(zhì)中傳播時(shí)，用上述作圖法求出的波

3、面的幾何形狀總是保持不變的。何形狀總是保持不變的。t t時(shí)刻波面時(shí)刻波面波傳播方向波傳播方向t+t+ t t時(shí)刻波面時(shí)刻波面平面波平面波u u t tt+ t+ t t球面波球面波.t 時(shí)刻的波面時(shí)刻的波面t+t時(shí)刻的波面時(shí)刻的波面子波波源子波波源tu 用惠更斯原理確定用惠更斯原理確定下一時(shí)刻平面波的波前下一時(shí)刻平面波的波前 用惠更斯原理確定 下一時(shí)刻球面波的波前.子波波源子波波源t+t時(shí)刻時(shí)刻的波面的波面t 時(shí)刻時(shí)刻的波面的波面tu 三、三、波的反射波的反射 波遇到障礙物會返回來繼續(xù)傳播，波遇到障礙物會返回來繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的反射這種現(xiàn)象叫做波的反射 3 3反射規(guī)律反射規(guī)律 入射角（

4、入射角（i i）和反射角（）和反射角（ii）：入射波的波）：入射波的波線與平面法線的夾角線與平面法線的夾角i i叫做入射角反射波的叫做入射角反射波的波線與平面法線的夾角波線與平面法線的夾角i i 叫做反射角叫做反射角 反射定律：入射線、法線、反射線在同一平反射定律：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。角等于入射角。用惠更斯原理解釋波的反射反射波的波長、頻率、波速都跟反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同入射波相同波遇到兩種介質(zhì)界面時(shí)，總存在波遇到兩種介質(zhì)界面時(shí)，總存在反射反射 練習(xí)練習(xí)1： 某人想聽到自己發(fā)出的聲

5、音的某人想聽到自己發(fā)出的聲音的回聲，若已知聲音在空氣中的傳播速度回聲，若已知聲音在空氣中的傳播速度為為340 m/s，那么它至少要離障礙物多遠(yuǎn)，那么它至少要離障礙物多遠(yuǎn)?四、波的折射 波的折射：波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波波的折射：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)象叫做波的折射的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射 2折射規(guī)律： 1、折射角（折射角（r r）：折射波的波線與兩介）：折射波的波線與兩介質(zhì)界面法線的夾角質(zhì)界面法線的夾角r r叫做折射角叫做折射角 2 2、折射定律：入射線、法線、折射線在同折射定律：入射線、法線、折射線在同一平面內(nèi)，入射線與折射線分居法線兩

6、一平面內(nèi)，入射線與折射線分居法線兩側(cè)入射角的正弦跟折射角的正弦之比側(cè)入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中的速度跟波在第等于波在第一種介質(zhì)中的速度跟波在第二種介質(zhì)中的速度之比：二種介質(zhì)中的速度之比：21sinsinvvri折射波的頻率、波速、波長與入射波的相等嗎？折射波的頻率、波速、波長與入射波的相等嗎？為何為何 折射規(guī)律折射規(guī)律 c：折射波的波速、波長均發(fā)生：折射波的波速、波長均發(fā)生 改變改變 a：入射波波線與折射波波線及：入射波波線與折射波波線及 界面法線在同一平面內(nèi)；界面法線在同一平面內(nèi)；b：折射波頻率等于入射波頻率：折射波頻率等于入射波頻率.波速不同波速不同傳播方向改變傳播

7、方向改變21sinsinvvri折射率：由于一定的介質(zhì)中的波速是一定的，所以由于一定的介質(zhì)中的波速是一定的，所以是一個(gè)只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)是一個(gè)只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)而與入射角度無關(guān)的常數(shù)，叫做第二種介而與入射角度無關(guān)的常數(shù)，叫做第二種介質(zhì)對第一種介質(zhì)的折射率質(zhì)對第一種介質(zhì)的折射率11 22vnv 由惠更斯原理，由惠更斯原理，A、B為同一波面上的兩點(diǎn)，為同一波面上的兩點(diǎn)，A、B點(diǎn)會發(fā)射子波，點(diǎn)會發(fā)射子波，irABCDitu 2rtu 1經(jīng)經(jīng)t后，后， B點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面處界面處D點(diǎn)，點(diǎn)， A點(diǎn)的到達(dá)點(diǎn)的到達(dá)C點(diǎn)，點(diǎn)，ADBDisinADtu 1ADACrsinADtu 2

8、21sinsinuuritt/212121n證畢證畢 當(dāng)入射速度大于折射速度時(shí)，折射角折向法線當(dāng)入射速度大于折射速度時(shí)，折射角折向法線. . 當(dāng)入射速度小于折射速度時(shí)，折射角折離法線當(dāng)入射速度小于折射速度時(shí)，折射角折離法線. . 當(dāng)垂直界面入射時(shí)，傳播方向不改變，屬折射當(dāng)垂直界面入射時(shí)，傳播方向不改變，屬折射中的特例中的特例 在波的折射中，波的頻率不改變，波速和波長在波的折射中，波的頻率不改變，波速和波長都發(fā)生改變都發(fā)生改變 波發(fā)生折射的原因：是波在不同介質(zhì)中的速度波發(fā)生折射的原因：是波在不同介質(zhì)中的速度不同不同 波波的的反反射射規(guī)律規(guī)律 ： 1入射波波線反射波波線和法線在入射波波線反射波波線

9、和法線在 同一平面內(nèi)同一平面內(nèi) 反射角等于入射角反射角等于入射角定義：波遇障礙物返回繼續(xù)傳播叫波的反射定義：波遇障礙物返回繼續(xù)傳播叫波的反射。小結(jié)小結(jié)規(guī)律規(guī)律：波波的的折折射射定義：波從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播定義：波從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向會發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫波的折射。方向會發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫波的折射。入射波波線折射波波線和法線在同入射波波線折射波波線和法線在同一平面內(nèi)一平面內(nèi)21sinsinvvri 人體各個(gè)內(nèi)臟的表面對超聲人體各個(gè)內(nèi)臟的表面對超聲波的反射能力是不同的，健康波的反射能力是不同的，健康內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也不一樣平常說的不一樣平常說的“B超超”就是就是根據(jù)內(nèi)臟反射的超聲波進(jìn)行造根據(jù)內(nèi)臟反射的超聲波進(jìn)行造影，幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變影，幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變的。的。 “B超超”是亮度調(diào)制型超聲診是亮度調(diào)制型超聲診斷儀的簡稱。由于能在熒光屏斷儀的簡稱。由于能在熒光屏上顯示出斷面圖像，所以又稱上顯示出斷面圖像，所以又稱斷面顯像儀。斷面顯像儀。它所顯示的圖像具有與人體解剖位置直接對應(yīng)的特點(diǎn)，所它所顯示的圖像具有與人體解剖位置直接對應(yīng)的特點(diǎn)，所以十分直觀，使用方便，診斷正確率高。近年來，以十分直觀，使用方便，診斷正確率