高中物理《惠更斯原理》
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惠更斯原理
2作用： 只要知道某一时刻的波面就可以 用几何做图法确定下一时刻的波面， 确定波的传播方向。
3平面波与球面波
平
球
面
面
波
波
ut
R1
O
R2
二 波的反射
1 定义：
波在传播的过程，遇到两种介质的分界时返回到原介质 继续传播的现象。
2用惠更斯原理解释波的反射
问题：如何证明：i ′= i
证明： i ′= i
一 、惠更斯原理
（一）几个概念：
1.波面
从波源发出的波经过同一传播时 间而到达的各点所组成的面。
2.波前
最前面的波面。
平面波
3波线
从波源沿着波的传播方向画出的带箭头的线称为波线， 表示波动的传播方向。
1690年 荷兰物理学家 惠更斯
（二）惠更斯原理（惠更斯作图法）
1内容：介意时刻，这些子波在波 前进方向的包络面就是新的波面。
3 波的反射定律 4 波的反射中，波的频率、波长和波速都保持不变。
三 波的折射
1 定义：
波在传播的过程，从一种介质进入到另一种介质中时， 波的传播方向发射偏折的现象，叫做波的折射。 2 原因：
不同介质中波的速度不同。
3惠更斯原理解释波的折射
i
A
i
u2Δ t
r
D
C u1Δ t
rB
定量关系：
CB
sin i sin r
=
AB AD
AB
=
v 1Δ t v 2Δ t
=
v1 v2
4 波的折射规律： 5介质的折射率：
s in i v1
s in r
v2
n12
v1/v2为第二种介质相对第一种介质的折射率。
3平面波与球面波
平
球
面
面
波
波
ut
R1
O
R2
二 波的反射
1 定义：
波在传播的过程，遇到两种介质的分界时返回到原介质 继续传播的现象。
2用惠更斯原理解释波的反射
问题：如何证明：i ′= i
证明： i ′= i
一 、惠更斯原理
（一）几个概念：
1.波面
从波源发出的波经过同一传播时 间而到达的各点所组成的面。
2.波前
最前面的波面。
平面波
3波线
从波源沿着波的传播方向画出的带箭头的线称为波线， 表示波动的传播方向。
1690年 荷兰物理学家 惠更斯
（二）惠更斯原理（惠更斯作图法）
1内容：介意时刻，这些子波在波 前进方向的包络面就是新的波面。
3 波的反射定律 4 波的反射中，波的频率、波长和波速都保持不变。
三 波的折射
1 定义：
波在传播的过程，从一种介质进入到另一种介质中时， 波的传播方向发射偏折的现象，叫做波的折射。 2 原因：
不同介质中波的速度不同。
3惠更斯原理解释波的折射
i
A
i
u2Δ t
r
D
C u1Δ t
rB
定量关系：
CB
sin i sin r
=
AB AD
AB
=
v 1Δ t v 2Δ t
=
v1 v2
4 波的折射规律： 5介质的折射率：
s in i v1
s in r
v2
n12
v1/v2为第二种介质相对第一种介质的折射率。
高三物理惠更斯原理PPT优秀课件
2、折射角（r）：
折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做
折射角
法线
i
介质I
介质II
界面
r
3、折射定律：入射线、法线、折射线在同一平 面内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角 的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介 质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比：
sini v1 sinr v2
由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点
三、波的反射 1、波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现 象叫做波的反射．
2、入射角（i）和反射角（i’）：入射波的
波线与平面法线的夹角i叫做入射角．反射波 的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射角．
3．反射规律
入射线、法线、反射线在同一平面内， 入射线与反射线分居法线两侧，反射角等 于入射角。
注意：
经t后，B点发射的子波到达界面处D点，A 点的到达C点，
sini BD v1t AD AD
sinr AC v2t AD AD
sini v1 证毕 sinr v2
i
Bv1t
Ai
v2t r D
C
r
折射率：
由于一定的介质中的波速是一定的，所以 Ｖ１／Ｖ２是一个只与两种介质的性质有关而与 入射角度无关的常数，叫做第二种介质对第一 种介质的折射率．
• 波面：同一时刻，介质中处于波峰或波谷的 质点所构成的面叫做波面．
• 波线：用来表示波的传播方向的跟各个波面 垂直的线叫做波线．
二、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。这 就是惠更斯原理。
荷兰物理学家 惠更斯
演讲人: XXX
《物理学教学课件》exe惠更斯原理
衍射实验
总结词
衍射实验是验证惠更斯原理的另一种重要实验，通过观察衍射现象，可以进一步 理解波的传播和扩散。
详细描述
在衍射实验中，单色光通过障碍物或狭缝时，产生衍射现象，形成明暗相间的衍 射条纹。通过测量衍射条纹的位置和间距，可以验证惠更斯原理的正确性，即波 的传播遵循等相位面的形成。
光学透镜的焦距测量
波的传递
波的传递方向
波的传递方向是指波的传播方向，与波前传播的方向一致。
波的传递速度
波的传递速度是指波在介质中传播的快慢，取决于介质的性 质和状态。
波的干涉和衍射
波的干涉
当两个或多个波相遇时，它们会相互 叠加，产生干涉现象。干涉的结果可 以是增强（相长干涉）或减弱（相消 干涉），取决于各波的相位关系。
光波导
惠更斯原理在光波导的设计中也有 应用，光波导是一种能够引导光束 传播的介质，广泛应用于光纤通信 等领域。
在声学中的应用
01
02
03
声波传播
惠更斯原理可以解释声波 的传播现象，即声波在遇 到障碍物时绕过障碍物边 缘传播的现象。
声学仪器
根据惠更斯原理，可以设 计出各种声学仪器，如传 声器、扬声器等，用于接 收和产生声波。
05 惠更斯原理的教学策略
CHAPTER
理论教学策略
概念讲解
详细解释惠更斯原理的基 本概念，包括波的传播、 波前、波后的形成等。
公式推导
通过数学公式推导，让学 生理解惠更斯原理的数学 表达和物理意义。
案例分析
提供一些典型案例，让学 生运用惠更斯原理进行分 析，加深理解。
实验教学策略
实验设计
设计一些实验，让学生通过观察实验现象，验证 惠更斯原理。
《物理学教学课件》惠更斯原理-折射定律
折射定律描述了光在不同介质中传播时，传播方向发生变化的现象，而惠更斯原 理能够解释这一现象的内在机制。
折射定律在惠更斯原理中的应用
折射定律指出，当光从一种介质进入另一种介质时，传播方 向会发生改变，入射角和折射角满足一定的关系。
在惠更斯原理中，光波在传播过程中遇到不同介质时，会因 为介质对光波的折射率不同而发生绕射和反射等现象，这些 现象可以用折射定律来描述和计算。
2. [文献2]
重点研究了惠更斯原理与折射定律之间的关系，通过实验数据验证了折
射定律的正确性。该文献还讨论了惠更斯原理在光学仪器设计和制造中
的应用。
03
3. [文献3]
从现代物理学的角度出发，重新审视了惠更斯原理的基本假设和推导过
程。该文献对惠更斯原理的现代意义和局限性进行了深入探讨，为进一
步研究提供了新的思路和方向。
折射现象不仅存在于透明介质之间，还存在于其他类型的介质
之间，如气体、液体和固体等。
折射定律的数过实验观察和理论推导，可以得到 折射定律的数学表达式，即入射角和 折射角之间的关系。
折射定律适用于所有类型的介质交界 处，包括气体、液体和固体等，是光 学中非常重要的基本规律之一。
对未来研究的展望
探索新应用
深入研究机理
随着科技的不断发展，惠更斯原理和折射 定律有望在新的领域得到应用，如量子光 学、生物医学光学和纳米光学等。
对于光波传播的机理和光与物质相互作用 的过程，仍有许多未知的领域需要深入研 究，这需要科学家们不断探索和创新。
提高实验精度
跨学科合作
随着实验技术和测量手段的不断进步，有 望进一步提高惠更斯原理和折射定律实验 验证的精度和可靠性。
THANKS
谢谢
惠更斯原理是波动理论中的一种基本 原理，它解释了波的传播和散射现象 ，为研究波的传播和散射提供了重要 的理论基础。
折射定律在惠更斯原理中的应用
折射定律指出，当光从一种介质进入另一种介质时，传播方 向会发生改变，入射角和折射角满足一定的关系。
在惠更斯原理中，光波在传播过程中遇到不同介质时，会因 为介质对光波的折射率不同而发生绕射和反射等现象，这些 现象可以用折射定律来描述和计算。
2. [文献2]
重点研究了惠更斯原理与折射定律之间的关系，通过实验数据验证了折
射定律的正确性。该文献还讨论了惠更斯原理在光学仪器设计和制造中
的应用。
03
3. [文献3]
从现代物理学的角度出发，重新审视了惠更斯原理的基本假设和推导过
程。该文献对惠更斯原理的现代意义和局限性进行了深入探讨，为进一
步研究提供了新的思路和方向。
折射现象不仅存在于透明介质之间，还存在于其他类型的介质
之间，如气体、液体和固体等。
折射定律的数过实验观察和理论推导，可以得到 折射定律的数学表达式，即入射角和 折射角之间的关系。
折射定律适用于所有类型的介质交界 处，包括气体、液体和固体等，是光 学中非常重要的基本规律之一。
对未来研究的展望
探索新应用
深入研究机理
随着科技的不断发展，惠更斯原理和折射 定律有望在新的领域得到应用，如量子光 学、生物医学光学和纳米光学等。
对于光波传播的机理和光与物质相互作用 的过程，仍有许多未知的领域需要深入研 究，这需要科学家们不断探索和创新。
提高实验精度
跨学科合作
随着实验技术和测量手段的不断进步，有 望进一步提高惠更斯原理和折射定律实验 验证的精度和可靠性。
THANKS
谢谢
惠更斯原理是波动理论中的一种基本 原理，它解释了波的传播和散射现象 ，为研究波的传播和散射提供了重要 的理论基础。
高中物理新选修课件惠更斯原理及其应用
电磁学领域应用举例
电磁波的反射和折射
惠更斯原理适用于电磁波在不同介质中的传播，可以解释电磁波的反射和折射现象，有助 于理解光、无线电波等的传播特性。
电磁辐射
利用惠更斯原理，可以分析电磁辐射的特性，如辐射方向、强度分布等，进而探讨电磁辐 射与物质相互作用的问题。
电磁成像
惠更斯原理在电磁成像技术中有广泛应用，如雷达、遥感等，通过测量和分析电磁波的传 播特性，可以获取目标物体的形状、位置等信息。
衍射现象解释及条件分析
01 衍射现象
当波遇到障碍物或小孔时，会偏离直线传播路径 而绕到障碍物后面继续传播的现象，称为衍射。
02 衍射条件
发生衍射的波必须具有一定的波长和振幅，且遇 到与波长相当的障碍物或小孔。
03 单缝衍射
当单色光通过单缝后，在屏幕上形成中央亮纹、 两侧明暗相间的衍射条纹，这是光的波动性的一 种表现。
偏振现象解释及条件分析
01
偏振现象
光波在传播过程中，只沿着某一特定方向振动的现象，称为偏振。
02
偏振条件
产生偏振现象的光必须是横波，且具有一定的振动方向。
03
偏振片
利用晶体的双折射现象制成的薄片，可以使通过它的光发生偏振。当自
然光通过偏振片后，只有与偏振片透振方向一致的光才能通过，其他方
向的光被吸收或反射。
薄透镜成像规律推导
• 薄透镜成像规律：物体通过薄透镜成像，遵循透镜成像公式和放大率公式。利用惠更斯原理 可以推导出这些规律，即考虑物体上每一点发出的光线经过透镜后的折射情况，结合几何关 系得到成像位置和大小。
球面镜成像特点分析
• 球面镜成像特点：球面镜分为凸面镜和凹面镜，成像特点不同 。凸面镜成正立、缩小的虚像；凹面镜则根据物体与镜面的距 离不同，可以成倒立、放大的实像或正立、放大的虚像。惠更 斯原理可以帮助分析球面镜的成像特点，即考虑物体上每一点 发出的光线经过球面镜后的反射情况，结合几何关系得到成像 位置和大小。
惠更斯原理 波的反射与折射
3.下列现象哪些是利用波的反射的( ) A.手扶耳旁听远处的人说话 B.医生给病人做超声波检查 C.雷达的工作原理 D.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况 答案:ABCD 解析:手扶耳旁听远处的人说话是利用了声波的反射;超声波检查身体、 潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射;雷达则是利用了电磁波的反 射。
上最著名的物理学家之一，他对力学的发展和光学的
研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越 的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。
根据这一原理，我们可以用几何 作图的方法，由已知的某一时刻波前 确定下一时刻波前，从而确定波的传 播方向，所以惠更斯原理又叫做惠更 斯作图法.
在图2-4-3中，应用惠更斯原理， 用作图法描绘了平面波、球形波的传 播情况.在图中波的传播速度为v，t时 刻的波前用紫线表示，以波前上的每 一点为球心，以vΔt为半径，作出的 小球面表示子波，这些子波的包络面， 即为t+Δt时刻的波前，图中用蓝线表 示.
射（i=0）时，r=0，波的传播方向不变，是折射中的特殊
情况. 在折射中，波的频率保持不变，波速和波长都会发生 变化，根据 v ，当波进入新的介质后，若波速增大，
f
则波长变大；若波速减小，则波长减小.
波面和波线
惠更斯原理
波的反射
波的折射
波面：从波源发出的波经过同一传播时间而达到的 各点所组成的面叫做波面。 注意：同一波面上各质点振动状态相同的 波前：最前面的波面叫波前 波线：表示波的传播方向的，跟各个波面垂直的线 特点：波线与波面互相垂直 波在传播过程中所到达的每一点都可以看作是新的 波源，从这些点发出球面形状的子波，其后任一时 刻这些子波波前的包络面就是新的波前。这就是惠 更斯原理 内容：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射 线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 注意：反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同 拆射定律：（ 1 ）波在介质中发生折射时，入射线、 法线、折射线在同一平面内，入射线和折射线分别 位于法线两侧（2） v1 sin i v2 sin 在波的折射中，频率不变，波速和波长都发生改变。
物理课件9.4惠更斯原理
仅适用于线性介质
惠更斯原理主要适用于线性介质，对于非线性介质，其应用受到 限制。
忽略波动性
惠更斯原理忽略了波的波动性，对于波动性较强的波，其预测结果 可能不准确。
无法处理反射和折射
惠更斯原理无法处理波在界面上的反射和折射现象，对于复杂波阵 面形状的预测存在局限。
惠更斯原理的发展方向
推广至非线性介质
02
波动理论基础知识
波动的基本概念
波动
波长
频率
振幅
物体振动产生的能量在 介质中传播的现象。
波动中相邻两个波峰或 波谷之间的距离。
单位时间内波动的次数 。
波动中振动的最大位移 量。
波动方程的建立
线性偏微分方程
描述波动现象的基本方程，表示波动在空间和时间上的变化 规律。
初始条件和边界条件
确定波动方程解的条件，包括波源、介质性质和边界约束等 。
波的传播特性
01
02
03
反射和折射
当波遇到不同介质时，部 分能量反射，部分能量折 射进入新介质。
干涉和衍射
当两个或多个波相遇时， 会产生干涉现象；波通过 障碍物时，绕过边缘产生 衍射现象。
多普勒效应
当波源或观察者移动时， 波的频率会发生变化。
03
惠更斯原理的应用
光的衍射现象
光的衍射
光在传播过程中遇到障碍 物时，会绕过障碍物继续 传播的现象。
研究惠更斯原理在非线性介质中 的应用，提高其在非线性波传播
模拟中的精度。
考虑波动性的影响
将波动性因素纳入惠更斯原理的模 型中，以更准确地描述波的传播。
发展高阶近似方法
研究和发展高阶近似方法，以处理 复杂波阵面形状和波的散射问题。
惠更斯原理(波的反射和折射)
惠更斯原理
一.惠更斯原理
引言：
波在各向同性的均匀介质中传播时，波速、波 振面形状、波的传播方向等均保持不变。但是，如 果波在传播过程中遇到障碍物或传到不同介质的界 面时，则波速、波振面形状、以及波的传播方向等 都要发生变化，产生反射、折射、衍射、散射等现 象。在这种情况下，要通过求解波动方程来预言波 的行为就比较复杂了。惠更斯原理提供了一种定性 的几何作图方法，在很广泛的范围内解决了波的传 播方向等问题。
2015-6-19
三、用惠更斯原理解释波的反射现象
入射波的波面
入射波的波线
反射波的波线
反射波的波面
波的反射定律： 当波传到两种介质交界面发生反射时
（1）入射线、法线、反射线在同一平面内；
（2）入射线与反射线分居法线两侧； （3）反射角等于入射角； （4）反射波的波长、频率、波速与入射波相同。
即时应用
甲、乙两人平行站在一堵墙前面，两人相距 2a， 距离墙均为 3a，当甲开了一枪后，乙在时间 t 后 听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为 ( C ) A．听不到 B．甲开枪 3t 后 3＋ 7 C．甲开枪 2t 后 D．甲开枪 t后 2
2015-6-19
三、用惠更斯原理解释波的折射现象
1. 折射现象
：
波在传播过程中，从一种介质进入另一种 介质时，波的传播方向发生偏折的现象。
2. 发生折射的原因： 不同介质中波的传播速度不同。
i A i
C
入射波的波面
r
折射波的波面
B
r
D
3. 折射定律：
（1）入射线、法线、折射线在同 一平面内； （2）入射线与折射线分居法线两 侧； （3）入射角正弦与折射角正弦之比等于波在第一种介质中传
一.惠更斯原理
引言：
波在各向同性的均匀介质中传播时，波速、波 振面形状、波的传播方向等均保持不变。但是，如 果波在传播过程中遇到障碍物或传到不同介质的界 面时，则波速、波振面形状、以及波的传播方向等 都要发生变化，产生反射、折射、衍射、散射等现 象。在这种情况下，要通过求解波动方程来预言波 的行为就比较复杂了。惠更斯原理提供了一种定性 的几何作图方法，在很广泛的范围内解决了波的传 播方向等问题。
2015-6-19
三、用惠更斯原理解释波的反射现象
入射波的波面
入射波的波线
反射波的波线
反射波的波面
波的反射定律： 当波传到两种介质交界面发生反射时
（1）入射线、法线、反射线在同一平面内；
（2）入射线与反射线分居法线两侧； （3）反射角等于入射角； （4）反射波的波长、频率、波速与入射波相同。
即时应用
甲、乙两人平行站在一堵墙前面，两人相距 2a， 距离墙均为 3a，当甲开了一枪后，乙在时间 t 后 听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为 ( C ) A．听不到 B．甲开枪 3t 后 3＋ 7 C．甲开枪 2t 后 D．甲开枪 t后 2
2015-6-19
三、用惠更斯原理解释波的折射现象
1. 折射现象
：
波在传播过程中，从一种介质进入另一种 介质时，波的传播方向发生偏折的现象。
2. 发生折射的原因： 不同介质中波的传播速度不同。
i A i
C
入射波的波面
r
折射波的波面
B
r
D
3. 折射定律：
（1）入射线、法线、折射线在同 一平面内； （2）入射线与折射线分居法线两 侧； （3）入射角正弦与折射角正弦之比等于波在第一种介质中传
人教版高三物理选修3《惠更斯原理》评课稿
人教版高三物理选修3《惠更斯原理》评课稿1. 引言本文是对人教版高三物理选修3《惠更斯原理》这一教学内容进行评课的文档。
《惠更斯原理》是高中物理选修课中的重要章节，主要介绍了惠更斯原理的概念、基本原理以及应用。
通过评课，旨在分析该教学内容的优点与不足，提出改进的建议，以便进一步提高学生的学习效果。
2. 教学目标在本章节的教学过程中，我们的教学目标主要包括以下几个方面：1.理解和掌握惠更斯原理的基本概念和基本原理；2.能够运用惠更斯原理解释光的传播和干涉现象；3.掌握使用惠更斯原理解决与光的传播和干涉相关的问题的方法；4.培养学生观察、实验和思考的能力。
3. 教学过程3.1 惠更斯原理的引入（15分钟）在本节课的开始，教师将通过一个实例引入惠更斯原理的概念。
例如，教师可以介绍直播间中的幕布，引导学生思考为什么观众可以在幕布上看到主播的画面。
3.2 惠更斯原理的基本内容（30分钟）在这一部分，教师将详细介绍惠更斯原理的基本概念和基本原理。
涵盖的内容包括：•惠更斯原理的基本概念；•光的直线传播和波动传播；•光的反射和折射的惠更斯原理解释；•惠更斯原理与光的干涉现象的关系。
3.3 惠更斯原理的应用（40分钟）在这一部分，教师将引导学生通过实验和例题，运用惠更斯原理解决与光的传播和干涉相关的问题。
例如：•利用惠更斯原理解释光的直线传播和波动传播；•利用惠更斯原理解释光的反射和折射的现象；•运用惠更斯原理解释光的干涉现象。
3.4 总结与反思（15分钟）在这一部分，教师将对本节课的重点内容进行总结，并与学生一起讨论学习过程中遇到的问题和困惑。
教师鼓励学生积极参与讨论，并给予必要的引导和解答。
4. 教学评估为了评估学生对本章节内容的掌握情况，我们将进行以下几种形式的评估：1.课堂讨论：通过课堂讨论，教师可以了解学生对惠更斯原理的理解情况，并及时纠正他们的错误认识。
2.实验报告：要求学生根据所学内容，设计实验并汇报实验结果。
人教版高中物理选修3-4 12.6惠更斯原理(共41张PPT)
利用惠更斯原理解释波的衍射 衍射：波在传播过程中，遇到障碍物时其传播方向发生改变， 绕过障碍物的边缘继续传播。
正前方包络线是平直的，但在两 边缘处向影子区域弯曲，因而波 线相应的偏向影子区域。 即波改变传播方向，绕过障碍物 进入影子区域。
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分界面
人教版高中物理选修3-4 12.6惠更斯原理(共41张PPT)课件PPT部 编版课 件统编 版课件 优质课 课件免 费课件PPT
波的折射 波的折射现象。 知道波的折射现象中折射角与入射角的关系。 知道波发生折射时的频率不变，波速和波长改变。
线
表示波的传播方向，叫做 水波的波面是一个个圆
波线。在各向同性的均匀介质中，
（即圆形波）
波线恒定与波面垂直。
波面和波线
空间一点发出的球面波，波面是以 波源为球心的一个个球面（如声波）
波线
对于平行光（光也是一种波）波面
是平面
波线
波前
波面 波前
波面
球面波的波线是沿半径方向的直线 平面波的波线是垂直于波面的平行直线 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。
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用惠更斯原理解释波的反射法线平面ii回声是声波的反射现象对着山崖或高墙说话声波传到山崖或高墙时会被反射回来继续传播生活中的反射现象夏日的雷声轰鸣不绝声波在云层界面多次反射生活中的反射现象在空房间里讲话感觉声音响声波在普通房间里遇到墙壁地面天花板发生反射时由于距离近原声与回声几乎同时到达人耳
正前方包络线是平直的，但在两 边缘处向影子区域弯曲，因而波 线相应的偏向影子区域。 即波改变传播方向，绕过障碍物 进入影子区域。
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人教版高中物理选修3-4 12.6惠更斯原理(共41张PPT)课件PPT部 编版课 件统编 版课件 优质课 课件免 费课件PPT
分界面
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波的折射 波的折射现象。 知道波的折射现象中折射角与入射角的关系。 知道波发生折射时的频率不变，波速和波长改变。
线
表示波的传播方向，叫做 水波的波面是一个个圆
波线。在各向同性的均匀介质中，
（即圆形波）
波线恒定与波面垂直。
波面和波线
空间一点发出的球面波，波面是以 波源为球心的一个个球面（如声波）
波线
对于平行光（光也是一种波）波面
是平面
波线
波前
波面 波前
波面
球面波的波线是沿半径方向的直线 平面波的波线是垂直于波面的平行直线 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。
人教版高中物理选修3-4 12.6惠更斯原理(共41张PPT)课件PPT部 编版课 件统编 版课件 优质课 课件免 费课件PPT
用惠更斯原理解释波的反射法线平面ii回声是声波的反射现象对着山崖或高墙说话声波传到山崖或高墙时会被反射回来继续传播生活中的反射现象夏日的雷声轰鸣不绝声波在云层界面多次反射生活中的反射现象在空房间里讲话感觉声音响声波在普通房间里遇到墙壁地面天花板发生反射时由于距离近原声与回声几乎同时到达人耳
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点所组成的面。
(2)波线：与波面 □02 垂直 指向 □03 波传播方向 的直线。
2．波的分类
(1)球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以 □04 波源 为球心的一个 个 □05 球面 ，波线就是这些 □06 球面 的 □07 半径 。
(2)平面波：波面是 □08 平面 的波。
01课前自主学习
02课堂探究评价
01课前自主学习
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03课后课时作业
想一想 (1)波线与波面是什么关系？
提示：由波线的定义可知，波线与波面垂直。
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03课后课时作业
提示
(2)惠更斯原理能说明衍射现象与狭缝大小的关系吗？
提示：不能。惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的强度， 所以也无法说明衍射现象与狭缝大小的关系。
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二、惠更斯原理 1．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。
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2．利用惠更斯原理解释球面波和平面波的传播 如图甲所示，以 O 为球心的球面波在时刻 t 的波面为 γ，按照惠更斯原 理，γ 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示，虚线圆的半径是 vΔt。γ′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 波面仍是一个球面，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。
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02课堂探究评价
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提示
02课堂探究评价
提升训练
对点训练
课堂任务 对波面和波线、惠更斯原理的理解
一、波面和波线 1．波面 在波的传播过程中，振动状态相同的点组成的平面叫做波面。
01课课时作业
(1)球面波：如图甲所示，球面波的波面是以波源为中心的一个个球面。 (2)平面波：如图乙所示，平面波的波面是一个个互相平行的平面。 (3)对波面的理解 ①波面不一定是面，如水波，它只能在水面上传播，水面的波面是以波 源为圆心的一簇圆。 ②球面波传播到离波源很远的距离处时，在空间的某一小区域内各相邻 的球形波面可以近似地看成是相互平行的平面，因此可以认为是平面波。
03课后课时作业
二、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 □01 波源 ，其后任意 时刻，这些子波在波前进方向上的 □02 包络面 就是新的波面。
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判一判 (1)波面一定与波线垂直。( √ ) (2)波面一定是平面。( × ) (3)波的传播方向与波面平行。( × ) (4)用惠更斯原理能够解释波的反射、折射等现象。( √ )
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[变式训练1] (多选)下列叙述中正确的是( ) A．空间点波源发出的球面波，其波面是一个球面，波线就是以波源为 圆心的同心圆 B．平面波的波线是一条直线，其波线相互平行 C．根据惠更斯原理，波面各点都可看做一个子波源，子波前进的方向 的包络面就是该时刻的波面 D．利用惠更斯原理，只要知道 t 时刻波面的位置和波速，就可确定 t＋ Δt 时刻波面的位置
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(1)同一波面上各点有何特点？ 提示：同一波面上各点的振动情况完全相同。
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提示
(2)平面波与球面波有何区别？ 提示：平面波的波面是平面，球面波的波面是球面。
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提示
[规范解答] 按照惠更斯原理，波面是由振动情况完全相同的点构成的 面，而不同波面上质点的相位不同，A 正确；由于波的周期性，在相距为波 长整数倍的另一些波面上的质点的振动情况与这个波面上质点的振动情况相 同，B 正确；由波面和波线的概念知，C 正确；无论怎样的波，波线始终和 波面垂直，D 错误。
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例 1 (多选)关于对惠更斯原理的理解，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．同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同 C．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面 D．波线与平面波的波面垂直，与球面波的波面不垂直
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2．波线 沿波的传播方向与波面垂直的线，叫做波线。它代表了波的传播方向。 对波线的理解 (1)波线是有方向的一簇线，它的方向代表了波的传播方向。 (2)波线与波面垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面。 (3)球面波的波线是沿半径方向的直线，平面波的波线是垂直于波面的平 行直线。
[完美答案] ABC
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答案
利用惠更斯原理解释波的传播 (1)确定一列波某时刻一个波面的位置。 (2)在波面上取两点或多个点作为子波的波源。 (3)选一段时间 Δt。 (4)根据波速确定 Δt 时间后子波波面的位置。 (5)确定子波在波前进方向上的包络面，即为新的波面。 (6)由新的波面可确定波线及其方向。
惠更斯原理
1．知道什么是波面和波线，了解惠更斯原理。 2．知道波传播到两种介质的界面时会发生反射、折射现象，并能用惠更 斯原理进行解释。
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一、波面和波线
1．概念
(1)波面：在波的传播过程中，任一时刻 □01 振动状态 都相同的介质质
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与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播(图乙)。
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3．利用惠更斯原理解释衍射现象 由惠更斯原理知，波面上的每一点都可以看做子波的波源，位于障碍物 边缘或狭缝处的点也是子波的波源，所以波可以到达障碍物的后面。 惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的强度，所以无法说明 衍射现象与狭缝或障碍物的大小之间的关系。
(2)波线：与波面 □02 垂直 指向 □03 波传播方向 的直线。
2．波的分类
(1)球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以 □04 波源 为球心的一个 个 □05 球面 ，波线就是这些 □06 球面 的 □07 半径 。
(2)平面波：波面是 □08 平面 的波。
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想一想 (1)波线与波面是什么关系？
提示：由波线的定义可知，波线与波面垂直。
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提示
(2)惠更斯原理能说明衍射现象与狭缝大小的关系吗？
提示：不能。惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的强度， 所以也无法说明衍射现象与狭缝大小的关系。
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二、惠更斯原理 1．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。
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2．利用惠更斯原理解释球面波和平面波的传播 如图甲所示，以 O 为球心的球面波在时刻 t 的波面为 γ，按照惠更斯原 理，γ 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示，虚线圆的半径是 vΔt。γ′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 波面仍是一个球面，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。
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对点训练
课堂任务 对波面和波线、惠更斯原理的理解
一、波面和波线 1．波面 在波的传播过程中，振动状态相同的点组成的平面叫做波面。
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(1)球面波：如图甲所示，球面波的波面是以波源为中心的一个个球面。 (2)平面波：如图乙所示，平面波的波面是一个个互相平行的平面。 (3)对波面的理解 ①波面不一定是面，如水波，它只能在水面上传播，水面的波面是以波 源为圆心的一簇圆。 ②球面波传播到离波源很远的距离处时，在空间的某一小区域内各相邻 的球形波面可以近似地看成是相互平行的平面，因此可以认为是平面波。
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二、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 □01 波源 ，其后任意 时刻，这些子波在波前进方向上的 □02 包络面 就是新的波面。
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判一判 (1)波面一定与波线垂直。( √ ) (2)波面一定是平面。( × ) (3)波的传播方向与波面平行。( × ) (4)用惠更斯原理能够解释波的反射、折射等现象。( √ )
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[变式训练1] (多选)下列叙述中正确的是( ) A．空间点波源发出的球面波，其波面是一个球面，波线就是以波源为 圆心的同心圆 B．平面波的波线是一条直线，其波线相互平行 C．根据惠更斯原理，波面各点都可看做一个子波源，子波前进的方向 的包络面就是该时刻的波面 D．利用惠更斯原理，只要知道 t 时刻波面的位置和波速，就可确定 t＋ Δt 时刻波面的位置
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(1)同一波面上各点有何特点？ 提示：同一波面上各点的振动情况完全相同。
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提示
(2)平面波与球面波有何区别？ 提示：平面波的波面是平面，球面波的波面是球面。
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提示
[规范解答] 按照惠更斯原理，波面是由振动情况完全相同的点构成的 面，而不同波面上质点的相位不同，A 正确；由于波的周期性，在相距为波 长整数倍的另一些波面上的质点的振动情况与这个波面上质点的振动情况相 同，B 正确；由波面和波线的概念知，C 正确；无论怎样的波，波线始终和 波面垂直，D 错误。
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例 1 (多选)关于对惠更斯原理的理解，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．同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同 C．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面 D．波线与平面波的波面垂直，与球面波的波面不垂直
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2．波线 沿波的传播方向与波面垂直的线，叫做波线。它代表了波的传播方向。 对波线的理解 (1)波线是有方向的一簇线，它的方向代表了波的传播方向。 (2)波线与波面垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面。 (3)球面波的波线是沿半径方向的直线，平面波的波线是垂直于波面的平 行直线。
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答案
利用惠更斯原理解释波的传播 (1)确定一列波某时刻一个波面的位置。 (2)在波面上取两点或多个点作为子波的波源。 (3)选一段时间 Δt。 (4)根据波速确定 Δt 时间后子波波面的位置。 (5)确定子波在波前进方向上的包络面，即为新的波面。 (6)由新的波面可确定波线及其方向。
惠更斯原理
1．知道什么是波面和波线，了解惠更斯原理。 2．知道波传播到两种介质的界面时会发生反射、折射现象，并能用惠更 斯原理进行解释。
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一、波面和波线
1．概念
(1)波面：在波的传播过程中，任一时刻 □01 振动状态 都相同的介质质
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与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播(图乙)。
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03课后课时作业
3．利用惠更斯原理解释衍射现象 由惠更斯原理知，波面上的每一点都可以看做子波的波源，位于障碍物 边缘或狭缝处的点也是子波的波源，所以波可以到达障碍物的后面。 惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的强度，所以无法说明 衍射现象与狭缝或障碍物的大小之间的关系。