惠更斯原理
答案 382.5 m
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第十二章
第六节
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巩固练习 2
某测量员是这样利用回声测距的:他站在
两平行峭壁间某一位置鸣枪, 经 1.00s 第 1 次听到回声, 又经 过 0.5s 再次听到回声,已知声速为 340m/s,则两峭壁间的距 离为多少米?
一、对惠更斯原理的理解 例1 下列说法正确的是( )
A.同一波面上的各质点振动情况完全相同 B.同一波面上质点的振动情况可能不同 C.球面波的波面是以波源为中心的一个个球面 D.无论怎样的波,波线始终垂直波面
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解析
同一列波在不同介质中保持不变的是频率,由声
音在空气中传播的速率,由波速公式v=fλ, 340 f=v/λ= =340 Hz. 1 声音在海水中的传播速度v海=λ海f=4.5×340=1530 m/s t 1 海水的深度h=v海·=1530× ×0.5=382.5 (m.) 2 2
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情景Байду номын сангаас置
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我们对山崖或高墙大喊,我们会听到回声,当我们游览 海底世界时,有时会听到一些叫声,这是海中生物发出的叫 声传到了我们耳中,那么这些现象满足怎样的规律呢?
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三、波的反射、波的折射 1.波的反射,当波遇到障碍物时,会返回到原来的介 质中继续传播,这种现象叫做波的反射. 2.波传播到两种不同的可传播波的介质界面时,会有 一部分进入另一种介质,波线会发生变化,这种现象叫做波 的折射.
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解析
设两峭壁之间距离为s,测量员距某一峭壁的距
离为s1,离另一峭壁的距离为s2,则s1+s2=s,第一次听到 回声t1=1.00s,第二次听到回声t2=t1+Δt=1.50s,由此可知 vt1+vt2 2s1=vt1,2s2=vt2,整理得s= =425 m. 2
答案
ABC
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二、波的反射现象与 v=λf 的综合应用 例 2 某物体发出的声音在空气中的波长为 1m,波速为 340m/s,在海水中的波长为 4.5m,此物体在海面上发出的声 音经 0.5s 听到回声,则海水深为多少米?
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波面为球面的波叫做球面波,如下图①所示,波面为平 面的波叫做平面波,如下图②所示.
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解析
由惠更斯的理论可知,波面就是由振动状态相同
的点组成的面,故A选项正确,B选项错误;由于波在均匀 介质中各个方向的传播速度大小相等,所以一个点波源所形 成的波面是以波源为球心的一个个球面,C选项正确;波线 就是垂直波面向前的波的传播方向,故D选项正确.
答案
ACD
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2.波线:与波面垂直的线代表波的传播方向叫波线.如 上图中所示.
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二、惠更斯原理 惠更斯在1690年提出:介质中任一波面上的各点,都可 以看做发射子波的波源,其后任意时刻,这些子波在波前进 方向的包络面就是新的波面. 说明 线. 所谓包络面就是某时刻与子波的波面相切的曲
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如上图所示,以 O 为球心的球面波在时刻 t 的波面为 r, 按照惠更斯原理, r 面上每个点都是子波的波源, 设各个方向 的波速都是 v,在 Δt 时间之后各子波的波面如图中虚线所
课标解读
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1.知道什么是波面、波线,知道它们之间的关系. 2.知道什么是球面波,什么是平面波. 3.知道什么是波的反射及如何用惠更斯原理解释波的 反射现象. 4.知道什么是波的折射及如何用惠更斯原理解释波的 折射现象.
波在同一种介质中传播速度不变,折射波在不同介质中传 播,波速不同,波长不同.
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典例分析
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第十二章 机械波
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惠更斯原理
深化探究
典例分析
梯度练习
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深化探究
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一、波面和波线 1.波面:在波的传播过程中,介质中振动状态相同的 点组成的平面或曲面叫做波面. 例如:水面上某点有一振源,水波向四周传开,由于各 个方向的波速都是一样的,所以向四面八方传播的波峰(或 波谷)组成一个个的圆,这些圆就是波面.
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3.波的反射、折射现象中各量的变化 波发生反射现象时,波的频率不变,传播速度不变,波 长不变,波在同一介质中传播,方向发生改变. 当波发生折射时进入另一种介质的波,频率不变,波速 改变,波长改变,波的传播方向改变. 说明 波的频率由波源决定,波速由介质决定,故反射
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解析
惠更斯原理解释了波的传播方向上的问题,所以
能够解释波的反射现象和折射现象,故A选项正确.同样对 发生的波的衍射现象,惠更斯原理也可以解释波的衍射,但 不能解释衍射现象与孔或障碍物大小的关系,故B选项正 确,D选项错误;由惠更斯原理可知,C选项正确.
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知识梳理图
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示,虚线圈的半径为vΔt,r′是这些子波波面的包络 面,它就是原来球面波的波面在时间Δt后的新位置.可以看 出,新的波面仍是一个球,它与原来球面的半径之差为 vΔt,表示波向前传播了vΔt的距离.与此类似,可用惠更斯 原理解释平面波的传播.(如下图)
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巩固练习1 关于惠更斯的理解,下列说法正确的是 ( ) A.惠更斯原理能够解释波的反射和折射现象 B.惠更斯原理能够解释波的衍射 C.介质中任何一个波面的各点,都可以看成发射子波 的波源 D.惠更斯原理能够解释衍射现象与障碍物或孔的大小 关系
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梯度练习
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