波的反射与折射 ppt课件

4. 反射定律：
（1）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。
（2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同． （3）波遇到两种介质界面时，总存在反射．
法线
i i'
分界面
一、波的反射
1．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．
察到明显的衍射现象。
总结： 1、衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象； 2、衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异；
3、障碍物Байду номын сангаас孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是发生明显衍射的条件； 4、一般情况下，波长较大的波更容易产生明显的衍射现象。
四、发生明显衍射现象的条件
水波通过桥洞时发生衍射
四、发生明显衍射现象的条件
日晕----光的衍射
隔墙有耳
声波波长：1.7cm-----17m 光波波长：0.4um-----0.7um
光波和声波谁更容易发生明显衍射现象？
四、发生明显衍射现象的条件
无线电波绕过（衍射）高大的建筑物
四、发生明显衍射现象的条件 如图所示，是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图， __C____
2．夏日的雷声轰鸣不绝． 声波在云层界面多次反射．
3．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．人耳只能分开相差0.1s以上的声音．所以，在房间里听不到回 声，人在房间里讲话感觉声音比在野外大，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会吸 收声波，会影响室内的声响效果．
四、发生明显衍射现象的条件

新知讲解
一、波的反射
用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面
uΔt .. . . . ..
.
.
.. . . . ..
子波波源
新知讲解
一、波的反射
用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面
... ......
子波波源
uΔt
新知讲解
一、波的反射
用惠更斯原理解释波的反射
新知讲解
二、波的折射
新知讲解
二、波的折射
（1）波的频率与介质无关，只决定于波源的频率。 （2）波速由介质决定，同性质、不同频率的机械波在同种介质中的波速相同。
新课导入
蝙蝠的“眼睛”
18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼 研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠是靠高频率的 尖叫来确定障碍物的位置的。这种尖叫声在每秒 2万到10万赫兹之间，我们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不到 的。这样的声波称为超声波。蝙蝠发出超声波，然后借助物体反射回 来的回声，就能判断出所接近的物体的大小、形状和运动方式。
新知讲解
三、波的衍射
波的衍射实例
1.衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射。但要发生明显的衍射现 象需要满足一定的条件，当不满足时，衍射现象虽然存在，但由于是不明显 的衍射现象，不易被我们观察到。
2.具体实例：
（1）声波的衍射——隔墙有耳
（2）电磁波的衍射——收看电视
典例探究
【例题1】操场上的喇叭正在播放音乐，有高音也有低音。走到离操场不远的教学 大楼后面，听到喇叭播放的音乐声有所减弱。是高音还是低音减弱得明显一些？ 为什么？
新知讲解
二、波的折射
思考：折射波的频率、波速、波长与入射波的相等吗？为何？
波速不同Biblioteka 传播方向改变新知讲解

(2) 大小
i t / 2 n1 sini n2 sint
tan B
n2 n1
n21
(3) 应用
3、全反射
•
设光波从光密介质射向光疏介质(n1>n2)，
折射角θ2大于入射角θ1。当sinθ1＝n2/n1时，θ2
为90o，这时折射角沿界面掠过。若入射角再增
大，使sinθ1>n2/n1 ，这时不能定义实数的折射 角。使θ2=90o的入射角θ1称为临界角，记作θc 即
E0ip cosi E0rp cosr＝Et0 p cost
2、反射系数和透射系数
rp
E0rp E0ip
n2 cos1 n1 cos2 n2 cos1 n1 cos2
tan(1 2 ) tan(1 2 )
tp
E0tp E0ip
2n1 cos1 n2 cos1 n1 cos2
2 cos1 sin 2 sin(1 2) cos(1 2)
RT 1
四、反射率和透射率
3、反射率随入射角变化关系
R随入射角θ1的变化关系
11日出生于苏格兰杰德伯勒，1800年毕业于爱
丁堡大学，曾任“爱丁堡杂志”、“苏格兰杂 志”、“爱丁堡百科全书”编辑，爱丁堡大学
教授、校长等。1815年被选为皇家学会会员， 1819年获冉福德奖章。
•
布儒斯特主要从事光学方面的研究。1812
年发现当入射角的正切等于媒质的相对折射率 时，反射光线将为线偏振光（现称为布儒斯特
Ets Eis Ers
n H2 H1 0
n Htp cost Hip cosi Hrp cosr 0
Hip cosi H rp cosr Htp cost
7

《波的反射与折射》PPT 课件
本课件将介绍波的基本概念以及波的反射和折射现象。我们将探索这些现象 的规律和实际应用，以及它们在日常生活和工业中的重要性。
波的反射
当波遇到界面时，会发生反射现象。反射定律可以解释波的反射过程，并帮助我们理解光线反射、 声音的回声、以及其他波的反射现象。
反射定律
反射定律描述了入射角和反射角之间的关系。
光线反射
光线反射是最常见的反射现象，可以解释镜子中的倒影。
实际应用
反射现象在光学设备和沙琅面球场等领域中有广泛的实际应用。
波的折射
波在传播的过程中，当遇到媒质的界面时，会发生折射现象。折射定律帮助我们理解光的折射和其 他波的折射现象。
1
折射定律
折射定律描述了入射角、折射角和介质折射率之间的关系。
2
光的折射现象可以观察到折射 光线的弯曲。
水中事物扭曲
折射现象导致了水中看起来形 状扭曲的物体。
全反射
全反射发生在光从一种介质射入另一种折射率较小的介质时，入射角大于临界角的情况下。这种现象在 光纤通信技术中有重要应用。
全反射
全反射是当光从一种介质射 入折射率较小的介质时发生 的反射现象。
光纤通信
全反射在光纤通信技术中被 利用来有效传输光信号。
水中事物扭曲ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
折射现象导致了水中看起来扭曲的现象。
3
实际应用
折射现象在光的折射、眼镜、水下摄影等领域中有广泛的实际应用。
斯涅尔定律
斯涅尔定律是描述光在两种介质之间传播时的折射现象的规律。它帮助我们理解光在不同介质中的传播 路径和速度变化。
斯涅尔定律
光的折射现象
斯涅尔定律描述了折射角、入 射角和介质折射率之间的关系。

ppt课件
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(2)大角度入射(掠射)的反射特性

由图1-24(a)，有
n1＜n2，光疏到光密。θ 1≈900的掠射情况。
rs 0, rp 0

在入射点处，反射光矢量Er与入射光矢量Ei方向近似相 反，将产生半波损失。 n1>n2，光密到光疏。掠射θ 1≈900>θ c。全反射。 在入射点处，反射光产生半波损失的条件：
ki sin i kr sin r , ki sin i kt sin t n1 sin i n1 sin r , n1 sin i n2 sin t
反射定律
T 1-21
折射定律

描述光在介质面上的传播方向
ppt课件 3
1.2.2 菲涅耳公式
描述入射光、反射光和折射光 之间的振幅、相位关系。 1.s分量和p分量 垂直入射面的振动分量- -s分量 T 1-23 平行入射面的振动分量- -p分量 规定分量和分量的正方向如图所示 2.反射系数和透射系数 定义：s分量、p分量的反射系数、透射系数分别为
① n1＜n2，光疏到光密。先考察θ 1=00的正入射情况。 由图1-24(a)，有
rs 0, rp 0
考虑P30 T1-23，有关光场振动正方向的规定，则有
可见：在入射点处，合成的反射光矢量Er相对入射光场Ei反 向，相位发生π突变，或半波损失。 对于θ 1非零、小角度入射时，都将近似产生π相位突变，或 半波损失。

入射光中s分量和p分量的透射率(不相同)为
n2 cos 2 2 sin 21 sin 2 2 Ts ts n1 cos1 sin 2 (1 2 )
n2 cos 2 2 sin 21 sin 2 2 Tp tp 2 n1 cos1 sin (1 2 ) cos2 (1 2 )

②入射线与折射线分居法线两侧。
法线 i
r 界面
③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。比值为常数，即折
射率。
折射率
第2种介质 对第1种介
质的折射率
用惠更斯原理解释波的折射 由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点 经△t后， A点发射的子波到达界面上的 A’点，B点发射的子波到达B’点
①频率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 。
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高中物理选择性必修1 第三章 机械波
波的反射、折射和衍射
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教学目标 知道什么是波面和波线，了解惠更斯原理。 认识波的反射现象，并能用惠更斯原理进行解释。 认识波的折射现象，并能用惠更斯原理进行解释。
教学目标
通过管擦汗水波的衍射现象，认识衍射现象的特征 知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件 知道衍射现象是波特有的现象
惠更斯原理 知道波面、波线、波前的概念。 知道惠更斯原理的内容。
波面和波线
波面：在任一时刻，介质中任何振
动
状态（相位）相同的质点
所构
成的面叫做波面。
波前：最前方的那个波面叫做波前。
（对应介质中
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
惠更斯原理 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。
某个 波面
某时刻与所有子波波前相切的曲面
子波以球面波的方式在介质 中以原波的速度向外传播。 根据惠更斯原理，若已知某一时刻的波面形状及位置 ，便可通过几何作图来确定下一时刻的波面形状和位 置，并确定波的传播方向，从而处理有关波的传播问

为s= v 声2 。
(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) 2
。
(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s=(v声-v) 2 。
3.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。
B.波发生反射时频率、波长、波速均不变
C.波发生折射时的频率不变,但波长、波速发生变化
D.波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化
解析 波发生反射时因介质未变,故频率、波长、波速均不变;波发生折射
时因波源不变而介质变,故频率不变,波长和波速均发生变化。B、C两项
正确。
答案 BC
3.(多选)一列波在传播过程中通过一个障碍物,发生了一定程度的衍射,以
高墙时,会被反射回来继续传播。
[知识归纳]
1.波的反射
波遇到障碍物会返回原介质继续传播的现象。反射波的波长、频率和波
速都跟入射波相同。
2.回声测距
(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听到回声,则声源距障碍物的距离
邻的波峰、波谷,A是挡板,B是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于
(
)
A.整个区域
B.阴影Ⅰ以外区域
C.阴影Ⅱ以外区域
D.阴影Ⅲ以外区域
解析 由题图中可直观看出,半波长为实虚两圆半径之差,且可看出挡板A的
尺寸比波长大得多,而小孔B与波长长度差不多。据波发生明显衍射的条

惠更斯原理由荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯在17世纪提出，是经典波动理论 的重要组成部分。
惠更斯在研究声波和光波的传播过程中，发现波前的任意点都可以视为新的子波 源，从而提出了这一原理。这一原理的提出为后来的波动理论研究奠定了基础。
02
波的反射原理
反射现象的定义
反射现象
当波遇到障碍物或界面时， 一部分能量会沿着原路径 返回的现象。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
相关领域的前沿研究
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非线性波传播研究 非线性波传播是当前研究的热点领域之一，与惠 更斯原理的结合将有助于深入理解波在复杂介质 中的传播行为。
波动方程的求解方法研究 求解波动方程是研究波传播问题的关键，发展新 的求解方法将有助于提高理论模型的精度和可靠 性。
波与物质的相互作用研究 波与物质的相互作用是波传播过程中的重要现象， 研究这一现象有助于深入理解惠更斯原理的适用 条件和局限性。
总结词
惠更斯原理在电磁波传播中，可以应用于无线通信、 雷达、卫星通信等领域。
详细描述
电磁波在传播过程中遇到不同的介质或障碍物时，会 产生反射、折射和散射等现象。惠更斯原理可以用于 分析这些现象，帮助我们理解电磁波的传播特性和行 为。在无线通信和雷达系统中，惠更斯原理可以帮助 我们优化信号的传输和接收效果，提高通信质量和距 离。在卫星通信中，惠更斯原理也有着重要的应用， 例如在卫星信号的覆盖预测和地面站的设计中。
惠更斯原理波的反射与折射 资 料课件
CONTENTS
• 惠更斯原理概述 • 波的反射原理 • 波的折射原理 • 惠更斯原理在波的反射与折射
中的应用 • 惠更斯原理的挑战与未来发展
01
惠更斯原理概述
惠更斯原理定 义
惠更斯原理是指波在传播过程中，可以视为在波前任意一点 处形成子波源，子波源发出的波经过时间再向前传播，其后 任意时刻的波前由这些子波源的波包所确定。