高中物理 12.4《波的反射和折射》課件 新人教版選修3-4.ppt

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第十二章 機械波,四、波的反射和折射,【演示】在水槽的裝置中，把一根金屬絲固定在振動片上，當金屬片振動時，金屬絲周期性的觸動水面，形成波源，觀察現(xiàn)象。,畫面上的圓形是朝各個方向傳播的波峰和波谷,一、波面和波線,與各個波面垂直的線用來表示波的傳播方向，叫做波線．,(1)波面：,任何振動狀態(tài)相同的點組成了一個個圓，這些圓叫一個個波陣面（波面）．,(2)波線：,,１．內容：,以球面波為例：,介質中任一波面上的各點，都可以看做發(fā)射子波的波源，其后任意時刻，這些子波在波前進方向的包絡面就是新的波面．,以平面波為例：,2．應用: 如果知道某時刻一列波的某一波面位置，還知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一時刻這個波面的位置，從而確定波的傳播方向．例如當波在均勻的各向同性介質中傳播時，波面的幾何形狀總是保持不變的。,二、惠更斯原理,,惠 更 斯,C.Huygens,荷蘭物理學家,(1629-1695),,,,用惠更斯原理確定下一時刻平面波的波面,,,,用惠更斯原理確定下一時刻球面波的波面,觀察水波的反射,在水槽的一端放置振動發(fā)生器，它的窄條形平板能夠周期性地打擊水面，產生水波。可以看到，水波傳播到擋板后被反射出去。,三、波的反射,1、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．,2、反射定律：,（1）入射線、法線、反射線在同一平面內，入射線與反射線分居法線兩側，反射角等于入射角。,（2）反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同． （3）波遇到兩種介質界面時，總存在反射．,,3、用惠更斯原理解釋波的反射現(xiàn)象,,四、波的折射,1、波的折射：波從一種介質進入另一種介質時，波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射．,2、折射定律：,（1）入射線、法線、折射線在同一平面內，入射線與折射線分居法線兩側．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質中的速度跟波在第二種介質中的速度之比：,,思考： 折射波的頻率、波速、波長與入射波的相等嗎？為何 ？,折射規(guī)律,,3、折 射率：,由于一定的介質中的波速是一定的，所以Ｖ１／Ｖ２是一個只與兩種介質的性質有關而與入射角度無關的常數(shù)，叫做第二種介質對第一種介質的折射率．,當入射速度大于折射速度時，折射角折向法線. 當入射速度小于折射速度時，折射角折離法線. 當垂直界面入射時，傳播方向不改變，屬折射中的特例． 在波的折射中，波的頻率不改變，波速和波長都發(fā)生改變． 波發(fā)生折射的原因：是波在不同介質中的速度不同．,,小結,規(guī)律：,觀察水波的折射,在水槽中放入一塊厚玻璃板，注意使它的一條邊不與波傳來方向垂直。然后加水，使水面高過玻璃板。接通電源產生水波，觀察水波經過水深不同的區(qū)域時傳播方向的變化。,