人教版選修34 惠更斯原理 第1課時 教案.docx

12.6惠更斯原理教學目標1、知識與技能（1）知道波面和波線，以及波傳播到兩種介質(zhì)的界面時同時發(fā)生反射和折射（2）知道波發(fā)生反射現(xiàn)象時，反射角等于入射角，知道反射波的頻率，波速和波長與入射波相同（3）知道折射波與入射波的頻率相同，波速與波長不同，理解波發(fā)生折射的原因是波在不同介質(zhì)中速度不同，掌握入射角與折射角的關系2、過程與方法：3、情感、態(tài)度與價值觀：教學重點：惠更斯原理，波的反射和折射規(guī)律教學難點：惠更斯原理教學方法：課堂演示，flash課件一.引入新課1蝙蝠的“眼睛”：18世紀，意大利教士兼生物學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定障礙物的位置的。這種尖叫聲在每秒2萬到10萬赫茲之間，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回聲，就能判斷出所接近的物體的大小、形狀和運動方式。2隱形飛機f117：雷達是利用無線電波發(fā)現(xiàn)目標，并測定其位置的設備。由于無線電波具有恒速、定向傳播的規(guī)律，因此，當雷達波碰到飛行目標(飛機、導彈）等時，一部分雷達波便會反射回來，根據(jù)反射雷達波的時間和方位便可以計算出飛行目標的位置。雷達確定目標示意圖由于一般飛機的外形比較復雜，總有許多部分能夠強烈反射雷達波，因此整個飛機表面涂以黑色的吸收雷達波的涂料。一.波面和波線 波面：同一時刻，介質(zhì)中處于波峰或波谷的質(zhì)點所構(gòu)成的面叫做波面波線：用來表示波的傳播方向的跟各個波面垂直的線叫做波線 二.惠更斯原理荷蘭物理學家 惠 更 斯1.惠更斯原理：介質(zhì)中任一波面上的各點，都可以看作發(fā)射子波的波源，而后任意時刻，這些子波在波前進方向的包絡面便是新的波面。2.根據(jù)惠更斯原理，只要知道某一時刻的波陣面，就可以確定下一時刻的波陣面。平面波udt波傳播方向二.波的反射 1.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.反射規(guī)律反射定律：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)，反射角等于入射角。入射角（i）和反射角（i）：入射波的波線與平面法線的夾角i叫做入射角反射波的波線與平面法線的夾角i 叫做反射角反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同波遇到兩種介質(zhì)界面時，總存在反射三.波的折射 1.波的折射：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)象叫做波的折射2.折射規(guī)律：(1).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2.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)中的速度跟波在第二種介質(zhì)中的速度之比：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(zhì)中的速度不同 由惠更斯原理，a、b為同一波面上的兩點，a、b點會發(fā)射子波，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，典例分析：類型一 對基本概念的理解【例1】 下列說法中正確的是()。a水波是球面波b聲波是球面波c只有橫波才能形成球面波d只有縱波才能形成球面波解析：該題考查了波面，根據(jù)球面波的定義可知：若波面是球面則為球面波，與橫波、縱波無關，由此可知b項正確，c、d項錯誤。由于水波不能在空間中傳播，所以它是平面波，a項錯誤。答案：b題后反思：波源發(fā)出的波能在空間中傳播，就能形成球面波，例如地震波。類型二 波的反射【例2】 某測量員利用回聲測距：他站在兩平行墻壁間某一位置鳴槍，經(jīng)過1 s第一次聽到回聲，又經(jīng)過0.5 s再次聽到回聲。已知聲速為340 m/s，則兩墻壁間的距離為多少？解析：設測量員離較近的墻壁的距離為x，則他到較遠的墻壁為sx，2xvt1,2(sx)vt2v(t1t)其中t0.5 s，t11 s，t21.5 s，代入數(shù)據(jù)得：s425 m答案：425 m題后反思：清楚為什么有兩次回聲是解決此題的關鍵，測量員先后聽到兩次回聲分別是兩墻對聲波的反射所造成的。課堂練習：1下列說法中正確的是()。a只有平面波的波面才與波線垂直b任何波的波線都跟波面垂直c任何波的波線都能表示波的傳播方向d有些波的波面表示傳播方向2下列說法中正確的是()。a在波動現(xiàn)象中，介質(zhì)中任一波陣面上的點，可看成是子波的波源b在波動現(xiàn)象中，沿著傳播方向的波峰(或波谷)構(gòu)成的面是波陣面c對于球面波，其波陣面是以波源為圓心的球面，波線是球的半徑d波動在各向同性的均勻介質(zhì)中傳播時，其波陣面的幾何形狀可能改變3在反射過程中，反射波跟入射波相同的量是()。a波長 b波速 c頻率 d振幅4機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)中時()。a波長不發(fā)生變化 b波線不發(fā)生變化c波速不發(fā)生變化 d頻率不發(fā)生變化5從障礙物反射回來的聲波要在原來的聲波消失后至少經(jīng)_s到達人耳，人才能將回聲和原來的聲音區(qū)分開來。因此人要聽到回聲，在空氣中距離障礙物的距離至少為_m。(空氣中的聲速為340 m/s)答案：1bc任何波線都與波面互相垂直，a項錯誤，b項正確；波線表示波的傳播方向，c項正確，d項錯誤。2abc3abc反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，介質(zhì)決定了波速，因此波速不變。波的頻率由波源決定，因此波的頻率也不改變，根據(jù)公式vf，我們可知波長也不改變。能量在傳播過程中會逐漸減少，故振幅也會減小。所以a、b、c三項正確，d項錯誤。4d由于入射波與折射波在兩種不同的介質(zhì)中傳播，因此波速會發(fā)生變化。波的頻率由波源決定，即頻率不變，由公式vf，可知波長發(fā)生變化。d項正確，a、c項錯誤。波線代表了波的傳播方向，折射時傳播方向會改變，b項錯誤。5解析：回聲和原聲之間的時間間隔要超過0.1 s，人才能區(qū)分原聲和回聲，這段時間里空氣中聲波的傳播路程為34 m。答案：0.117作業(yè)：1(多選)下列說法正確的是()a波線表示波的傳播方向b波面表示波的傳播方向c只有橫波才有波面d波傳播中某時刻任一波面上各子波波前的包絡面就是新的波前解析波線表示波的傳播方向，故a正確，b錯誤；所有的波都具有波面，故c錯誤；由惠更斯原理可知，d正確答案ad2下列說法中正確的是()a水波是球面波b聲波是球面波c只有橫波才能形成球面波d只有縱波才能形成球面波解析該題考查了波面，根據(jù)球面波的定義可知：若波面是球面則為球面波，與是橫波還是縱波無關，由此可知b正確，c、d不正確；由于水波不能在空間中傳播，所以它是平面波，a不正確答案b3聲波從聲源發(fā)出，在空中向外傳播的過程中()a波速在逐漸變小b頻率在逐漸變小c振幅在逐漸變小d波長在逐漸變小解析根據(jù)惠更斯原理知，聲波從聲源發(fā)出后，在空中向外傳播的過程中，形成了以波源為中心的波面，面上的每個點都是子波的波源，然后子波波前形成包絡面，即為新的波前，但聲源提供的能量一定，在形成新的波前后，總能量不變，但每個新波前獲得的能量減少，故在波的傳播過程中振幅逐漸減小，故應選c答案c4一列聲波從空氣傳入水中，已知水中聲速較大，則()a聲波頻率不變，波長變小b聲波頻率不變，波長變大c聲波頻率變小，波長變大d聲波頻率變大，波長不變解析該題考查波在發(fā)生折射時，波速、波長、頻率是否變化的問題由于波的頻率由波源決定，因此波無論在空氣中還是在水中頻率都不變，故c、d錯；又因波在水中速度較大，由公式vf可得，波在水中的波長變大，故a錯，b正確答案b5(多選)下列現(xiàn)象中屬于聲波反射現(xiàn)象的是()a隔著墻能聽到房間外面有人講話b音響設備制作時要考慮混合效應c夏日的雷聲有時轟鳴不絕d在水里的人能聽到岸上的聲音解析反射現(xiàn)象是波在同一種介質(zhì)中的傳播，因此b、c正確；波在不同種介質(zhì)中傳播是折射現(xiàn)象，d不正確；a是在同一種介質(zhì)的另一面?zhèn)鞑?，不是反射現(xiàn)象答案bc6(多選)一列波由固體傳入液體時，下列說法中正確的是()a入射波的波長大于折射波的波長b入射波的波速大于折射波的波速c入射波的頻率大于折射波的頻率d入射波的入射角大于折射波的折射角解析固體波速大于液體波速，而波的頻率并未變化，所以選項a、b正確，c錯誤；由折射定律可知，選項d正確答案abd7(多選)如圖1所示，一機械波由介質(zhì)射入介質(zhì)，在界面mn上發(fā)生偏折下列說法正確的是()圖1a波在介質(zhì)中傳播的速度大b波在介質(zhì)中傳播的速度大c波在介質(zhì)中和介質(zhì)中傳播的速度之比為d波在介質(zhì)中和介質(zhì)中傳播的速度之比為解析由波的折射定律可知v1v2，且，故b、d正確答案bd8人耳只能區(qū)分相差0.1 s以上的兩個聲音，人要能聽到自己講話的回聲，離障礙物的距離至少要大于()a34 mb17 mc100 md170 m解析聲波在空氣中傳播的速度約為340