2022-2023学年高二物理竞赛课件：波的反射与折射

波的反射与折射 26 四月 2023 波的反射与折射 利用惠更斯原理可以解释波在介质分界面上的反射和折射。 当波传播到两种介质的分界面时，一部分反射形成反射波，另一部分进入介质形成折射波。 26 四月 2023 衍射是波动的基本特征之一，其强弱决定于障碍物尺寸与波长关系。 波的衍射（wave diffraction） 利用惠更斯原理可解释波的衍射、反射和折射。 波传播过程中，当遇到障碍物时，能绕过障碍物边缘而偏离直线传播的现象。 障碍物尺寸小 入射波 衍射波 障碍物尺寸大 入射波 衍射波 26 四月 2023 水波通过窄缝时的衍射 惠更斯原理缺陷：不能解决波衍射时强度的不均匀分布现象。 子波 26 四月 2023 广播和电视哪个更容易收到? 更容易听到男的还是女的说话的声音？ 障碍物 5 广播的无线电波频率在中波和短波（几十KHz到几十MHz），电视在甚高频和特高频段（几十到几百MHz），广播的频率比电视低，波长更长，更容易发生衍射，因此广播更容易收到。同理，男声更容易衍射跨越障碍物（我们实际感觉女声更容易听清楚，是因为耳朵对频率的响应不同）。 26 四月 2023 （2）障碍物的尺寸远大于波长时，经过障碍物后的波面几乎没有变形，衍射现象基本消失。 实验观察表明：衍射现象与障碍物的尺寸有关。 （1）障碍物尺寸与波长相近时，衍射现象比较明显； 26 四月 2023 经t后，B点发射的子波到达界面处B`点，A点发射的子波到达A`点。同种介质，波速不变。 波的反射定律证明 A B a c b a` c` b` 由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点 证毕 A` B` 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 26 四月 2023 1. 反射定律 ① 入射线、反射线和界面的法线在同一平面上； ② 反射角等于入射角。 介质1 介质2 26 四月 2023 由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点 经t后，B点发射的子波到达界面处D点，A点的到达C点， 证毕 波的折射定律证明 26 四月 2023 折射定律 绝对折射率定义： 即 2. 折射定律 介质1 介质2 波的折射 26 四月 2023 波的叠加原理 独立传播原理：几列波相遇后仍保持它们原有的特性（频率、波长、振幅、传播方向）不变，互不干扰。 波的叠加原理：在相遇区域内任一点的振动为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和。 26 四月 2023 满足相干条件的波在传播空间相遇叠加时，在叠加区域产生稳定的振动加强和减弱的分布叫波的干涉。 相干条件：  频率相同；  振动方向相同；  相位差恒定（或相位相同）。 一、波的干涉(interference of wave) 相 干 波：产生稳定干涉现象的波为相干波； 相干波源：相应的波源称为相干波源。 $