12.6惠更斯原理-2020-2021学年高二物理同步课堂帮帮帮（人教版选修3-4）

第十二章 机械波 第6节 惠更斯原理 1．波面与波线 (1)波面和波线的概念： ①波面：波源发出的波，向四周传开，波峰组成了一个个圆，波谷也组成一个个圆，振动状态相同的点都组成了一个个圆，这些圆叫作一个个波面。 ②波线：指与波面垂直的那些线，代表了波的传播方向。 如图所示。 (2)波的分类： ①球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以波源为球心的一个个球面，波线就是这些球面的半径。 ②平面波：指波面是平面的波。 2．惠更斯原理 (1)内容：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。 (2)应用： ①如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而确定波的传播方向。 ②利用惠更斯原理只能解释衍射现象中波的传播方向，不能解释波的强度。无法说明衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系。 3．波的反射与折射 (1)反射现象：波遇到介质界面会返回来继续传播的现象。 (2)折射现象：波从一种介质射入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。 1．波的反射的应用 (1)回声测距： ①当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被反射回来继续传播，由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等。设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为s＝v声。 ②当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声＋v)。 ③当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声－v)。 (2)超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波。超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来。蝙蝠、海豚就是根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向。 2．波的反射与折射的对比 (1)对应物理量的变化 　　波现象 比较项 　　 波的反射[来源:学科网] 波的折射 传播方向 改变　i＝i′ 改变　r≠i 频率f 不变 不变 波速v 不变 改变 波长λ 不变 改变 (2)频率、波速和波长的决定因素 ①频率f由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波的频率都与入射波的频率，即波源的振动频率相同。