波的反射與折射-惠更斯原理

1、：波面波面波線波線特點(diǎn)：波線與波面互相垂直特點(diǎn)：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(shí)刻波前時(shí)刻波前波源波源子波子波t+t時(shí)刻時(shí)刻波前波前波源波源.tt 時(shí)刻波前時(shí)刻波前t 時(shí)刻波前時(shí)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(shí)刻用惠更斯原理確定下一時(shí)刻平面波平面波的波面的波面t + t時(shí)刻的波面時(shí)

2、刻的波面t 時(shí)刻的波面時(shí)刻的波面用惠更斯原理確定下一時(shí)刻用惠更斯原理確定下一時(shí)刻球面波球面波的波面的波面.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(huì)返回來(lái)繼定義：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(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面處點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面處B點(diǎn)

3、，點(diǎn)，A點(diǎn)發(fā)射點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)的子波到達(dá)A點(diǎn)點(diǎn)。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(gè)波面為波的一個(gè)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(zhǎng)、頻率、波速都跟入射波相同。反射波的波長(zhǎng)、頻率、波速都跟入射波相同。2.2.波遇到兩種介質(zhì)界面時(shí)，總存在反射。波遇到兩種介質(zhì)界面時(shí)，

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(duì)著山崖或高墻說(shuō)話，聲波傳到山崖或高墻時(shí)，會(huì)對(duì)著山崖或高墻說(shuō)話，聲波傳到山崖或高墻時(shí)，會(huì)被反射回來(lái)繼續(xù)傳播被反射回來(lái)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(jué)聲音響在空房間里講話感覺(jué)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(shí)，由于距離近，射時(shí)，由于距離近，原聲與回聲幾乎同時(shí)到達(dá)人原聲與回聲幾乎同時(shí)到達(dá)人耳耳人耳只能分開(kāi)相差人耳只能分開(kāi)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(tīng)不到回聲，人在房

5、間里講話感覺(jué)聲音比在野外大，里聽(tīng)不到回聲，人在房間里講話感覺(jué)聲音比在野外大，而普通房間里的幔帳、地毯、衣物等會(huì)吸收聲波，會(huì)而普通房間里的幔帳、地毯、衣物等會(huì)吸收聲波，會(huì)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(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)蝙蝠是靠高頻率的尖叫來(lái)確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。這種尖叫聲在每秒定障礙物的位置的。這種尖叫聲在每秒2萬(wàn)到萬(wàn)到10萬(wàn)赫茲之間，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。這樣的聲我們的耳朵對(duì)這樣頻率范圍內(nèi)的聲波是聽(tīng)

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(lái)的蝙蝠發(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。 雷達(dá)和隱形飛機(jī)：雷達(dá)和隱形飛機(jī)：雷達(dá)是利用無(wú)線電波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并測(cè)定其位雷達(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，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)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)飛機(jī)、導(dǎo)彈）等時(shí)，一部分雷達(dá)波便會(huì)反射反射回來(lái)，根據(jù)反射雷達(dá)波的時(shí)間和方位便可以計(jì)算

7、出飛行目回來(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。由于一般飛機(jī)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(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)隱形飛機(jī)強(qiáng)烈反射雷達(dá)波，因此整個(gè)隱形飛機(jī)F117飛機(jī)表面涂以黑色飛機(jī)表面涂以黑色的吸收雷達(dá)波的涂料。的吸收雷達(dá)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(jìn)入另一種介波從一種介質(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)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(shí)，入射線、）波在介質(zhì)中發(fā)生折射時(shí)，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(shí)時(shí),i 即折射線偏向法線；即折射線偏向法線；當(dāng)當(dāng)v1v2時(shí)時(shí),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(shí)，當(dāng)垂直界面入射時(shí)， 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(shí)，折射角折向法線。折射波速度時(shí)，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(shí)，折射角折離法線。折射波速度時(shí)，折射角折離法線。3.當(dāng)垂直界面入射時(shí)，傳播方向不改變，但波速改變。當(dāng)垂直界面入射時(shí)，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(zhǎng)都發(fā)，波速和波長(zhǎng)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(diǎn)irABCDirtv 1 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)，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(qiáng)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