中学公开课优质课件推选惠更斯原理.ppt
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1、 惠更斯原理惠更斯原理执教教师:XXX一、波的反射现象的应用1.1.回声测距(1)(1)当声源不动时,声波遇到了静止障碍物会返回来继续传播,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 t听到回声,则声源距障碍物的距离为 (2)(2)当声源以速度v v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v 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 (3)(3)当声源以速度v v远离静止的障碍物或障碍物以速度v v远离静止的声源时,声源发声时障碍物到声源的距离2.2.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
2、射回来. .蝙蝠、海豚就是根据接收到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. . (1) (1)波在同一均匀介质中传播可以看成匀速直线波在同一均匀介质中传播可以看成匀速直线运动,其规律可以利用匀速直线运动的规律进行分析;运动,其规律可以利用匀速直线运动的规律进行分析;(2)(2)反射波的波长、频率、波速跟入射波的相同反射波的波长、频率、波速跟入射波的相同. .【典例1 1】某物体发出的声音在空气中的波长为1 m1 m,波速为340 m/s340 m/s,在海水中的波长为4.5 m.4.5 m.海面上发出的声音经0.4 s0.4 s听到回声,则海水深为多少? 【解题指导
3、解题指导】求解此题应把握以下三点:求解此题应把握以下三点:【标准解答标准解答】声音在空气与在水中的频率相同,则声音在空气与在水中的频率相同,则所以所以物体发出的声音经物体发出的声音经 =0.2 s=0.2 s传至海底,故海水的深度为传至海底,故海水的深度为s=vs=v水水 =1 530 =1 5300.2 m=306 m.0.2 m=306 m. 【规律方法规律方法】求解回声测距问题的技巧求解回声测距问题的技巧(1)(1)求解反射波的波速是解题的基础求解反射波的波速是解题的基础.若波在同一种均匀介若波在同一种均匀介质传播过程中反射,则反射波的波速与入射波相同质传播过程中反射,则反射波的波速与入
4、射波相同.若波由若波由一种介质进入另一种介质中时反射一种介质进入另一种介质中时反射( (如从空气进入水中如从空气进入水中),),则根则根据波由一种介质进入另一种介质时频率不变据波由一种介质进入另一种介质时频率不变, ,由由v=fv=f求得反求得反射波在另一种介质中的速度射波在另一种介质中的速度. .(2)(2)正确画出声波及物体运动过程的几何关系图是解题的突破正确画出声波及物体运动过程的几何关系图是解题的突破口口. .(3)(3)由由s=vts=vt求得声波及物体运动的距离并列出几何关系方程是求得声波及物体运动的距离并列出几何关系方程是解题的关键解题的关键. .二、波的反射现象和波的折射现象中
5、各量的变化波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象,一些物理量相应发生了变化,比较如下:说明1.1.频率f f由波源决定,故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率,即波源的振动频率相同. .2.2.波速v v由介质决定,因反射波与入射波在同一介质中传播,故波速不变;而折射波与入射波在不同介质中传播,所以波速变化. .3.3.据v=fv=f知,波长与v v及f f有关,即与介质及波源有关,反射波与入射波在同一介质中传播,频率相同,故波长相同. .折射波与入射波在不同介质中传播,f f相同,v v不同,故不同. . (1) (1)波在两种介质的界面上发生折射的原因是波波在两种介质的界面上
6、发生折射的原因是波在不同介质中的传播速度不同在不同介质中的传播速度不同. .(2)(2)对于入射角为零的特殊现象,折射角也为零,即沿原方向对于入射角为零的特殊现象,折射角也为零,即沿原方向传播,但介质发生了变化,其波长和波速也相应发生变化传播,但介质发生了变化,其波长和波速也相应发生变化. .【典例2 2】一列声波从空气传入水中,已知水中声速较大,则( )( )A.A.声波频率不变,波长变小B.B.声波频率不变,波长变大C.C.声波频率变小,波长变大D.D.声波频率变大,波长不变 【解题指导解题指导】明确声波从一种介质进入另一种介质中时明确声波从一种介质进入另一种介质中时传播速度发生变化的原因
7、是解题的关键传播速度发生变化的原因是解题的关键. .【标准解答标准解答】选选B.B.由于波的频率由波源决定,因此波无论在由于波的频率由波源决定,因此波无论在空气中还是在水中频率都不变,空气中还是在水中频率都不变,C C、D D错错. .又因波在水中速度较又因波在水中速度较大,由公式大,由公式v=fv=f可得,波在水中的波长变大,故可得,波在水中的波长变大,故A A错,错,B B正确正确. .【典例】利用超声波可以探测鱼群的位置. .在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上,向选定的方向发射出频率f=5.8f=5.810104 4 Hz Hz的超声波后,经过时间t=0.64 st=0.64 s收到
8、从鱼群反射回来的反射波. .已知这列超声波在水中的波长=2.5 cm=2.5 cm,求鱼群到渔船的距离是多少? ?【标准解答标准解答】所发射的超声波在水中的传播速度为:所发射的超声波在水中的传播速度为:v=f=2.5v=f=2.51010-2-25.85.810104 4 m/s=1 450 m/s m/s=1 450 m/s超声波往返的路程为超声波往返的路程为: :s=vt=1 450s=vt=1 4500.64 m=928 m0.64 m=928 m渔船到鱼群的距离为渔船到鱼群的距离为s s1 1= =464 m.= =464 m.答案:答案:464 m464 m 一、选择题1.(2011
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