人教版選修34 惠更斯原理 第1課時(shí) 教案.docx

12.6惠更斯原理教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)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(shí)同時(shí)發(fā)生反射和折射（2）知道波發(fā)生反射現(xiàn)象時(shí)，反射角等于入射角，知道反射波的頻率，波速和波長(zhǎng)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(zhǎng)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(guān)系2、過(guò)程與方法：3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：教學(xué)重點(diǎn)：惠更斯原理，波的反射和折射規(guī)律教學(xué)難點(diǎn)：惠更斯原理教學(xué)方法：課堂演示，flash課件一.引入新課1蝙蝠的“眼睛”：18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(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)蝙蝠是靠高頻率的尖叫來(lái)確定障礙物的位置的。這種尖叫聲在每秒2萬(wàn)到10萬(wàn)赫茲之間，我們的耳朵對(duì)這樣頻率范圍內(nèi)的聲波是聽(tīng)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(lái)的回聲，就能判斷出所接近的物體的大小、形狀和運(yùn)動(dòng)方式。2隱形飛機(jī)f117：雷達(dá)是利用無(wú)線電波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并測(cè)定其位置的設(shè)備。由于無(wú)線電波具有恒速、定向傳播的規(guī)律，因此，當(dāng)雷達(dá)波碰到飛行目標(biāo)(飛機(jī)、導(dǎo)彈）等時(shí)，一部分雷達(dá)波便會(huì)反射回來(lái)，根據(jù)反射雷達(dá)波的時(shí)間和方位便可以計(jì)算出飛行目標(biāo)的位置。雷達(dá)確定目標(biāo)示意圖由于一般飛機(jī)的外形比較復(fù)雜，總有許多部分能夠強(qiáng)烈反射雷達(dá)波，因此整個(gè)飛機(jī)表面涂以黑色的吸收雷達(dá)波的涂料。一.波面和波線 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)成的面叫做波面波線：用來(lái)表示波的傳播方向的跟各個(gè)波面垂直的線叫做波線 二.惠更斯原理荷蘭物理學(xué)家 惠 更 斯1.惠更斯原理：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看作發(fā)射子波的波源，而后任意時(shí)刻，這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面便是新的波面。2.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。平面波udt波傳播方向二.波的反射 1.波遇到障礙物會(huì)返回來(lái)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(zhǎng)、頻率、波速都跟入射波相同波遇到兩種介質(zhì)界面時(shí)，總存在反射三.波的折射 1.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(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)垂直界面入射時(shí)，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(zhǎng)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(diǎn)，a、b點(diǎn)會(huì)發(fā)射子波，經(jīng)t后， b點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面處d點(diǎn)， a點(diǎn)的到達(dá)c點(diǎn)，典例分析：類型一 對(duì)基本概念的理解【例1】 下列說(shuō)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(wú)關(guān)，由此可知b項(xiàng)正確，c、d項(xiàng)錯(cuò)誤。由于水波不能在空間中傳播，所以它是平面波，a項(xiàng)錯(cuò)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(cè)量員利用回聲測(cè)距：他站在兩平行墻壁間某一位置鳴槍，經(jīng)過(guò)1 s第一次聽(tīng)到回聲，又經(jīng)過(guò)0.5 s再次聽(tīng)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(shè)測(cè)量員離較近的墻壁的距離為x，則他到較遠(yuǎn)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(guān)鍵，測(cè)量員先后聽(tīng)到兩次回聲分別是兩墻對(duì)聲波的反射所造成的。課堂練習(xí)：1下列說(shuō)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(shuō)法中正確的是()。a在波動(dòng)現(xiàn)象中，介質(zhì)中任一波陣面上的點(diǎn)，可看成是子波的波源b在波動(dòng)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(duì)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(dòng)在各向同性的均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，其波陣面的幾何形狀可能改變3在反射過(guò)程中，反射波跟入射波相同的量是()。a波長(zhǎng) b波速 c頻率 d振幅4機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中時(shí)()。a波長(zhǎng)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(lái)的聲波要在原來(lái)的聲波消失后至少經(jīng)_s到達(dá)人耳，人才能將回聲和原來(lái)的聲音區(qū)分開(kāi)來(lái)。因此人要聽(tīng)到回聲，在空氣中距離障礙物的距離至少為_(kāi)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(xiàng)錯(cuò)誤，b項(xiàng)正確；波線表示波的傳播方向，c項(xiàng)正確，d項(xiàng)錯(cuò)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(zhǎng)也不改變。能量在傳播過(guò)程中會(huì)逐漸減少，故振幅也會(huì)減小。所以a、b、c三項(xiàng)正確，d項(xiàng)錯(cuò)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(huì)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(zhǎng)發(fā)生變化。d項(xiàng)正確，a、c項(xiàng)錯(cuò)誤。波線代表了波的傳播方向，折射時(shí)傳播方向會(huì)改變，b項(xiàng)錯(cuò)誤。5解析：回聲和原聲之間的時(shí)間間隔要超過(guò)0.1 s，人才能區(qū)分原聲和回聲，這段時(shí)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(shuō)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(shí)刻任一波面上各子波波前的包絡(luò)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(cuò)誤；所有的波都具有波面，故c錯(cuò)誤；由惠更斯原理可知，d正確答案ad2下列說(shuō)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(wú)關(guān)，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(guò)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(zhǎng)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(guò)程中，形成了以波源為中心的波面，面上的每個(gè)點(diǎn)都是子波的波源，然后子波波前形成包絡(luò)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(gè)新波前獲得的能量減少，故在波的傳播過(guò)程中振幅逐漸減小，故應(yīng)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(zhǎng)變小b聲波頻率不變，波長(zhǎng)變大c聲波頻率變小，波長(zhǎng)變大d聲波頻率變大，波長(zhǎng)不變解析該題考查波在發(fā)生折射時(shí)，波速、波長(zhǎng)、頻率是否變化的問(wèn)題由于波的頻率由波源決定，因此波無(wú)論在空氣中還是在水中頻率都不變，故c、d錯(cuò)；又因波在水中速度較大，由公式vf可得，波在水中的波長(zhǎng)變大，故a錯(cuò)，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(tīng)到房間外面有人講話b音響設(shè)備制作時(shí)要考慮混合效應(yīng)c夏日的雷聲有時(shí)轟鳴不絕d在水里的人能聽(tīng)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(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()a入射波的波長(zhǎng)大于折射波的波長(zhǎng)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(xiàng)a、b正確，c錯(cuò)誤；由折射定律可知，選項(xiàng)d正確答案abd7(多選)如圖1所示，一機(jī)械波由介質(zhì)射入介質(zhì)，在界面mn上發(fā)生偏折下列說(shuō)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(gè)聲音，人要能聽(tīng)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