2022-2023年高考物理一轮复习 惠更斯原理

惠更斯原理\n1.假设水面有一个波源,水波向四周传开.任何振动状态相同的点都组成了一个个圆.我们把这些圆叫做一个个________,而与波面垂直的那些线代表了波的________,叫做________.2．惠更斯原理：介质中任一波面上的各点,都可以看做发射子波的________,其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面就是________.\n3．由惠更斯原理我们可推得,在波的反射中,反射角________入射角.答案：1．波面　传播方向　波线2．波源　新的波面3．等于\n(1)波面波源引起的振动在介质中向各个方向传播,如果把某一时刻振动状态相同的点连接起来组成一个面,这个面就叫做波面.例如：①球面波：波阵面是以波源为球心的一个个球面,波线是这些球面的半径,这种波为球面波.②平面波：波面是平面的波为平面波.知识点1波面和波线\n(2)波线用来表示波的传播方向,在各向同性介质中波线与波面垂直.(3)波面与波线的关系\n注意：无论是球面波,还是平面波,同一波面上的各质点振动情况完全相同.\n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.例如：知识点2惠更斯原理\n\n注意：惠更斯原理只能解释波的传播方向,不能解释波的强度.\n【例1】下列说法正确的是()A．波在介质中传播过程中,振动相同的点连接起来组成的面就叫做波面B．波线是用来表示波的传播方向的,波线与波面总是垂直的C．无论是球面波,还是平面波,同一波面上各质点的振动情况完全一样D．波面上的各点都可以看作一个个新的小波源,称为子波,子波在前进方向上任意时刻形成的包络面,就是新的波面\n【答案】B、C、D【解析】振动相同的质点在同一时刻组成的面,叫做波面,故A错；波线表示波的传播方向,在同一种介质中传播时,波线与波面总是垂直,表示为一条直线,在不同介质中传播时,表示为折线或曲线,但总跟在对应介质中的波面垂直,故B对；波面是同一时刻各质点连线组成的,其上各质点振动情况一样,可以看作相同的一个个新的小波源,这些波往前传播情况一样,经过相同时刻到达的位置的连线又可以连接成一个面,就形成新的波面,故C、D均正确.\n【思维点悟】本题考查了波面、波线的定义及两者之间的关系和惠更斯原理,关键是能够结合图示理解和掌握这些比较抽象的概念.\n对应练习1．对于平面波,波面与波线________；对于球面波,波面是以________为球心的球面,波线沿球面的________方向.介质中任一波面上的各点,都可以看做________.答案：垂直　波源　半径　发射子波的波源\n知识点3波的反射(1)定义：当波遇到障碍物时,会返回到原来的介质中继续传播,这种现象叫波的反射.入射角：入射波线与法线的夹角,如图12－6－1中所示的α.反射角：反射波线与法线的夹角,如图12－6－1中所示的β.\n\n(2)反射定律①反射波线,入射波线和法线在同一平面内；②反射波线与入射波线分居法线两侧；③反射角等于入射角,即α＝β.注意：在反射现象中,反射波的波长、频率和波速都跟入射波的完全相同.\n【例2】用惠更斯原理证明平面波的反射定律.\n【证明】如图12－6－2所示a、b、c是入射波的波线,a′、b′、c′是反射波的波线.AB、A′B′分别是入射波中abc包络成的、反射波中a′b′c′包络成的波面.由于波从B传播到B′所用的时间与波从A传播到A′所用的时间是一样的.而波在同种介质中的波速相同,故B′B＝AA′.\nAB、A′B′分别与入射波线、反射波线垂直,故直角△AB′B≌B′AA′,所以∠A′AB′＝∠BB′A.入射角i和反射角i′分别为∠BB′A和∠A′AB′的余角,所以i′＝i.也就是说,在波的反射中,反射角等于入射角.\n【思维点悟】波在传播过程中,在同一均匀介质中不论是直线传播,还是反射,由同一个包络面到达另一个包络面的时间是一样的.\n知识点4波的折射(1)定义：波传播到两种不同的可传播波的介质界面时,会有一部分进入第二介质中,但波线会发生变化,这种现象叫波的折射.\n入射角：入射波线与法线间的夹角,如图12－6－3所示中θ1.折射角：折射波线与法线间的夹角,如图12－6－3所示中θ2.\n\n\n\n【例3】某列波以60°的入射角从甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射,若反射线与折射线成90°角,波在乙介质中的波速为1.2×105km/s,求波在甲介质中的速度是多少？\n\n\n\n1.折射定律的推导与结论\n\n2．入射波、反射波、折射波的波速、波长、频率的关系(1)反射波的波长、频率、波速都与入射波相同.(2)折射波的频率与入射波的频率相同,波速、波长都不相同.\n【例4】如图12－6－6所示是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象,已知波在介质Ⅰ中的波速为v1,波在介质Ⅱ中的波速为v2,则v1：v2为()\n【答案】C