20182019高中物理第十二章机械波第6节惠更斯原理课堂达标新人教版选修34

第十二章 第六节 惠更斯原理

1．(河北省南宫中学等四校2017～2018学年高二下学期检测)声波是一种机械波，在空气中传播速度约为340m/s ，人能听到的声波频率在20Hz 到20000Hz 之间，对于波长为34m 的声波，下列说法正确的是( C )

A ．在水中它比波长为20m 的声波传播得更快一些

B ．不能产生明显的干涉和行射

C ．它不能被人听到

D ．不能产生反射现象

解析：波速由介质决定，在同一介质中波速相同，故A 错误；声波具有波的特性，能发生波

的反射、干涉、衍射和反射，故B 、D 错误。据v ＝λf 可知，f ＝34034

＝10Hz ，所以该波为次声波，人不能听见，故C 正确。

2．(湖北省潜江市2017年高二下学期检测)如图中，1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( D )

A ．2与1的波长、频率相等，波速不等

B ．2与1的波速、频率相等，波长不等

C ．3与1的波速、频率、波长均相等

D ．3与1的频率相等，波速、波长均不等

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，D 项正确。

3．(山东省海岳中学2017年高二下学期月考)医用B 超仪发出的超声波频率为7.25×104

Hz ，这种超声波在人体内传播的波长为2cm ，在给某患者的肝脏病变部分进行检测时(如图)，从探头发出的同一超声脉冲波经病变部分反射回到探头有两个信号，相隔时间为Δt ＝32μs ，试计算患者病变部分的大小。

答案：2.32cm

解析：超声脉冲波在进到病变区的前后界面上会发生两次反射，忽略波速在肝脏中的速度变化，则有：

v ＝λf ＝7.25×104×2×10－2m/s ＝1450m/s 。

病变区厚度h ＝12v ·Δt ＝12

×1450×32×10－6m ＝2.32cm 。

2020年高中物理竞赛名校冲刺讲义—第十章 波动光学：第六节 惠更斯-费聂耳原理 教案设计

2020高中物理竞赛 江苏省苏州高级中学竞赛讲义 第十章波动光学 第三次课：3学时 1 题目：§10.7 惠更斯－费涅耳原理 §10.8 单缝衍射 §10.9 圆孔衍射光学仪器的分辩本领 2 目的： 了解惠更斯－菲涅耳原理。理解单缝夫朗禾费衍射条纹的分布规律。理解光栅衍射公式。了解圆孔衍射和光学仪器分辨率。 一、引入课题： 光的衍射现象也能说明光的波动性。 二、讲授新课： §10.7 惠更斯－费涅耳原理 一、光的衍射现象 当光通过较宽的狭缝时，在屏幕上映出单缝像，呈现为一宽带。这时可认为光是沿直线传播的。如果缩小单缝的宽度，当缝宽小到可以与波长相比拟(10-4m 数量级以下)时，在屏幕上出现的亮带虽然亮度降低，但宽度反而增大，甚至有一小部分光偏折到亮带的两侧，呈现明暗相间的条纹。这种现象称为光的衍射。光的衍射：光在传播过程中，能绕过障碍物的边缘而偏离直线传播，在光场中形成一定的光强分布的现象。 二、惠更斯—菲涅尔原理 1690年，惠更斯为了说明波在空间逐步传播的机制，提出了一种设想，后人称之为惠更斯原理。

1 惠更斯原理： 自点光源发出的光波以速度u向前传播，t时刻波前上 每个点都可视为是新的子波的波源，新的波阵面就是 在波阵面上作半径为ut的诸级球面波的包络面。 用惠更斯原理解释光的衍射现象： 2 惠更斯－菲涅尔原理： 空间中任一点的振动，是所有这些子波波源发出的子波在该点的相干叠加。这个发展了的惠更斯原理称为惠更斯-菲涅耳原理。 三、两种类型的衍射 菲涅尔衍射： 光源、屏与缝相距有限远夫琅禾费衍射： 光源、屏与缝相距无限远夫琅禾费衍射在实验中实现 P

2015-2016高中物理 第12章 第6节 惠更斯原理同步练习 新人教版选修3-4

2015-2016高中物理 第12章 第6节 惠更斯原理同步练习 新人教 版选修3-4 基础夯实 一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题) 1．下列说法中正确的是( ) A ．水波是球面波 B ．声波是球面波 C ．只有横波才能形成球面波 D ．只有纵波才能形成球面波 答案：B 解析：若波面是球面，则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知B 正确，C 、D 错误。由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A 不正确。 2．在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，是因为( ) A ．室内空气不流动 B ．室内声音多次反射 C ．室内声音发生折射 D ．室内物体会吸附声音 答案：B 解析：在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强。 3．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5s 听到右边山坡反射回来的声音，又经过 1.5s 后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340m/s ，则这个山谷的宽度约为( ) A ．170m B ．340m C ．425m D ．680m 答案：B 解析：d ＝v ( t 1＋t 2 2 )＝340m 。 4．下列说法中不正确的是( ) A ．只有平面波的波面才与波线垂直 B ．任何波的波线与波面都相互垂直 C ．任何波的波线都表示波的传播方向 D ．有些波的波面表示波的传播方向 答案：AD 解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A 错误，选项B 正确，波线表示波的传播方向，选项C 正确，D 错误。 5．以下关于波的认识，正确的是( ) A ．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理

上海高一物理机械波的产生和描述

学科教师辅导讲义

（4）三者关系：________________________________________ 2、波动图像：表示在波的传播方向上，介质中的各个质点在________________相对平衡位置的________。当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线. （1）由波的图像可获取的信息 ①从图像可以直接读出振幅（注意单位）. ②从图像可以直接读出波长（注意单位）. > ③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向） ④可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置） ⑤在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向. （2）波动图像与振动图像的比较： 振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向所有的质点 一个质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律@ 研究内容 图象 物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移 随时间推移，图象沿传播方向平移图象变化， 随时间推移图象延续，但已有形状不 变 一个完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长 例3、一列简谐波在x轴上传播，其波形图如图7-32-4所示，其中实线，虚线分别表示t1=0，t2=时的波形，求⑴这列波的波速 ⑵若波速为280m/s,其传播方向如何此时质点P从图中位置运动至波谷位置 的最短时间是多少 :

练习2、如图7-32-5所示，甲为某一波在t=时的图象，乙为对应该波动的P质点的振动图象。 ⑴说出两图中AA’的意义 ⑵说出甲图中OA’B图线的意义 ⑶求该波速v= ⑷在甲图中画出再经时的波形图。 % ⑸求再经过时P质点的路程s和位移。 练习题： 1.在波的传播过程中，下列有关介质中质点的振动说法正确的是( ) A．质点在介质中做自由振动 B．质点在介质中做受迫振动 · C．各质点的振动规律都相同 D．各质点的振动速度都相同 2.下列关于横波与纵波的说法中，正确的是( ) A．振源上下振动形成的波是横波 B．振源左右振动形成的波是纵波 C．振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的是横波 D．在固体中传播的波一定是横波 3.传播一列简谐波的介质中各点具有相同的( )

高中物理 第12章 第6节惠更斯原理检测试题 新人教版选修34(1)

【成才之路】2014-2015学年高中物理 第12章 第6节惠更斯 原理检测试题 新人教版选修3-4 基础夯实 一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题) 1．下列说法中正确的是( ) A ．水波是球面波 B ．声波是球面波 C ．只有横波才能形成球面波 D ．只有纵波才能形成球面波 答案：B 解析：若波面是球面，则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知B 正确，C 、D 错误。由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A 不正确。 2．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( ) A ．声波频率不变，波长变小 B ．声波频率不变，波长变大 C ．声波频率变小，波长变大 D ．声波频率变大，波长不变 答案：B 解析：波在传播过程中频率不变，由λ＝v f 知水中波长大，故B 选项正确。 3．下列说法中不正确的是( ) A ．只有平面波的波面才与波线垂直 B ．任何波的波线与波面都相互垂直 C ．任何波的波线都表示波的传播方向 D ．有些波的波面表示波的传播方向 答案：AD 解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A 错误，选项B 正确，波线表示波的传播方向，选项C 正确，D 错误。 4．以下关于波的认识，正确的是( ) A ．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B ．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C ．雷达的工作原理是利用波的反射 D ．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象

答案：ABCD 解析：A 、B 、C 选项中应用了波的反射现象；D 选项是波的折射现象， 深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改变。 二、非选择题 5.人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的________提高耳的接收能力。 答案：反射 解析：在耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵的接收能力。 6．某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340m/s ，那么他至少要离障碍物多远？(原声与回声区分的最短时间为0.1 s) 答案：17m 解析：在波的反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同，只有声波从人所站立的地方到障碍物再返回来全部经历的时间在0.1 s 以上，人才能辨别出回声则应有 2s ＝vt ，可得他至少要离障碍物的距离为s ＝vt 2＝340×0.12 m ＝17m 。 7.我国第24次南极科考队经过长达13天，4000多海里航行，已安全到达中国南极长城站，在考察途中“雪龙号”(如图所示)经历了各种考验，并进行了海冰观测、地磁观测、气象观测、极光及高空物理观测，在海面上航行时，它还不时地探测海洋的深度，在它上面配有一种十分先进的声呐探测系统，其原理是：向海底发射超声波，超声波就会从海底反射回来，通过这种方式测海底深度，已知超声波在海水中认为是匀速直线运动，且知其速度为1400m/s ，船静止时测量，从发射超声波到接收反射所用的时间为7s ，试计算“雪龙号”所在位置的海水深度？ 答案：4900m 解析：超声波的运行可认为匀速直线运动，则传播距离为x ＝vt ＝1400×7m＝9800m ， 又因为海水深度为声波距离的一半，所以h ＝x 2＝98002 m ＝4900m 。

高中物理《机械波》知识梳理

《机械波》知识梳理 【波动形成和传播】 机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波，机械波产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质。 横波和纵波： 质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波。 【波的图像】 横波的图象 用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。 简谐波的图象是正弦曲线，也叫正弦波 简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线，但他们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。 【波长频率与波速】 波长：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。 频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。 波速v：单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。 【波的反射和折射】 惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，而后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。 波的反射：波遇到障碍物会返回来继续传播 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。 波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射． 折射规律：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： 【波的衍射】 波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。 【波的干涉】 干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。产生稳定干涉现象的条件是：两列波的频率相同，相差恒定。 【多普勒效应】 多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。他是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。 多普勒效应的应用: ①现代医学上使用的胎心检测器、血流测定仪等有许多都是根据这种原理制成。 ②根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢，以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等。 1

高中物理选修3-4知识点整理

选 修3—4 一、知识网络 周期：g L T π2= 机械振动 简谐运动 物理量：振幅、周期、频率 运动规律 简谐运动图象 阻尼振动 受力特点 回复力：F= - kx 弹簧振子：F= - kx 单摆：x L mg F -= 受迫振动 共振 波的叠加 干涉 衍射 多普勒效应 特性 实例 声波，超声波及其应用 机械波 形成和传播特点 类型 横波 纵波 描述方法 波的图象 波的公式：vT =λ x=vt 电磁波 电磁波的发现：麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场→预言电磁波的存在 赫兹证实电磁波的存在 电磁振荡：周期性变化的电场能与磁场能周期性变化，周期和频率 电磁波的发射和接收 电磁波与信息化社会：电视、雷达等 电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x 射线、ν射线

二、考点解析 考点80 简谐运动 简谐运动的表达式和图象 要求：I 1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。 简谐运动的回复力：即F = – kx 注意：其中x 都是相对平衡位置的位移。 区分：某一位置的位移（相对平衡位置）和某一过程的位移（相对起点） ⑴回复力始终指向平衡位置，始终与位移方向相反 ⑵―k ‖对一般的简谐运动，k 只是一个比例系数，而不能理解为劲度系数 ⑶F 回＝－kx 是证明物体是否做简谐运动的依据 2）简谐运动的表达式： ―x = A sin (ωt ＋φ)‖ 3）简谐运动的图象：描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从正弦（余弦）函数的规律变化的，要求能将图象与恰当的模型对应分析。可根据简谐运动的图象的斜率判别速度的方向，注意在振幅处速度无方向。 A 、简谐运动（关于平衡位置）对称、相等 ①同一位置：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相同. ②对称点：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相反. 相对论简介 相对论的诞生：伽利略相对性原理 狭义相对论的两个基本假设：狭义相对性原理；光速不变原理 时间和空间的相对性：“同时”的相对性 长度的相对性： 20)(1c v l l -= 时间间隔的相对性：2 )(1c v t -?=?τ 相对论的时空观 狭义相对论的其他结论：相对论速度变换公式：21c v u v u u '+'= 相对论质量： 2 )(1c v m m -= 质能方程2mc E = 广义相对论简介：广义相对性原理；等效原理 广义相对论的几个结论：物质的引力使光线弯曲 引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别

高中物理《机械波》典型题(精品含答案)

《机械波》典型题 1．(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s ．下列说法正确的是( ) A ．水面波是一种机械波 B ．该水面波的频率为6 Hz C ．该水面波的波长为3 m D ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去 E ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移 2．(多选)一振动周期为T 、振幅为A 、位于x ＝0点的波源从平衡位置沿y 轴正向开始做简谐运动．该波源产生的一维简谐横波沿x 轴正向传播，波速为v ，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P ，关于质点P 振动的说法正确的是( ) A ．振幅一定为A B ．周期一定为T C ．速度的最大值一定为v D ．开始振动的方向沿y 轴向上或向下取决于它离波源的距离 E ．若P 点与波源距离s ＝v T ，则质点P 的位移与波源的相同 3．(多选)一列简谐横波从左向右以v ＝2 m/s 的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是( ) A ．A 质点再经过一个周期将传播到D 点 B ．B 点正在向上运动 C ．B 点再经过18T 回到平衡位置

D．该波的周期T＝0.05 s E．C点再经过3 4T将到达波峰的位置 4．(多选)图甲为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x＝1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x＝2 m的质点，下列说法中正确的是( ) A．波速为0.5 m/s B．波的传播方向向右 C．0～2 s时间内，P运动的路程为8 cm D．0～2 s时间内，P向y轴正方向运动 E．当t＝7 s时，P恰好回到平衡位置 5．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝12 m处的质点的振动图线如图甲所示，在x＝18 m处的质点的振动图线如图乙所示，下列说法正确的是( ) A．该波的周期为12 s B．x＝12 m处的质点在平衡位置向上振动时，x＝18 m处的质点在波峰 C．在0～4 s内x＝12 m处和x＝18 m处的质点通过的路程均为6 cm D．该波的波长可能为8 m E．该波的传播速度可能为2 m/s 6．(多选)从O点发出的甲、乙两列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻两列波分别形成的波形如图所示，P点在甲波最大位移处，Q点在乙波最大位移处，

物理机械波知识点总结

物理机械波知识点总结 导读：高中物理选修3-4机械波重要知识点 描述机械波的物理量——波长、波速和频率(周期)的关系 ⑴波长λ：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。 ⑵频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。 ⑶波速v：单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。 波的干涉和衍射 衍射：波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。 干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。产生稳定干涉现象的条件是：两列波的频率相同，相差恒定。 稳定的干涉现象中，振动加强区和减弱区的空间位置是不变的，加强区的振幅等于两列波振幅之和，减弱区振幅等于两列波振幅之差。 判断加强与减弱区域的方法一般有两种：一是画峰谷波形图，峰峰或谷谷相遇增强，峰谷相遇减弱。二是相干波源振动相同时，某点到二波源程波差是波长整数倍时振动增强，是半波长奇数倍时振动减弱。干涉和衍射是波所特有的现象。

高中物理选修3-4重要知识点 相对论的时空观 经典物理学的时空观(牛顿物理学的绝对时空观)：时间和空间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间与时间之间没有任何联系。 相对论的时空观(爱因斯坦相对论的相对时空观)：空间和时间都与物质的运动状态有关。 相对论的时空观更具有普遍性，但是经典物理学作为相对论的特例，在宏观低速运动时仍将发挥作用。 时间和空间的相对性(时长尺短) 1.同时的相对性：指两个事件，在一个惯性系中观察是同时的，但在另外一个惯性系中观察却不再是同时的。 2.长度的相对性：指相对于观察者运动的物体，在其运动方向的长度，总是小于物体静止时的长度。而在垂直于运动方向上，其长度保持不变。 高中物理机械振动和机械波知识点 1.简谐运动 (1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动. (2)简谐运动的特征:回复力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置. 简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度

6 惠更斯原理

12.6惠更斯原理 [探新知·基础练] 1．波面和波线 (1)波面：从波源出发的波，经过同一时间到达的各点所组成的面，如图所示。 (2)波线：用来表示波的传播方向的线，波线与各个波面总是垂直的。 说明：波面是球面的波为球面波，如空气中的声波。波面是平面的波为平面波。 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)包络面：某时刻与子波波面相切的曲面。 (3)应用：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波面的位置，从而可确定波的前进方向。 [辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．用惠更斯原理可以解释波的传播方向问题。(√) 2．用惠更斯原理可以解释光的反射和折射现象。(√) 3．用惠更斯原理不可以解释波的衍射现象。(×) [释疑难·对点练] 1．对惠更斯原理的理解 (1)惠更斯原理中，同一波面上的各点都可以看做子波的波源。波源的频率与子波波源的频率相等。 (2)波线的指向表示波的传播方向。 (3)在各向同性的均匀介质中，波线恒与波面垂直。

(4)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。 (5)利用惠更斯原理可以解释平面波和球面波的传播、波的衍射、干涉和折射现象，但无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小关系。 2．惠更斯原理的应用 (1)应用惠更斯原理解释波的衍射： - 1 - 如图甲所示，平面波到达挡板上的狭缝AB，按照惠更斯原理，波面上的每一点都可以看做子波的波源，位于狭缝的点也就是子波源。因此波可以到达挡板后的位置。这就是波的衍射现象。 (2)应用惠更斯原理解释波的反射： 惠更斯原理对波的反射的解释，如图乙中a、c、b是入射波的波线，a′、c′、b′是反射波的波线。过a的入射点A作与波线垂直的波面AB，在波面AB上找三点A、C、B作为子波BB′源，设波速为v，取时间间隔Δt＝；作Δt时间后子波源A、C发出的子波波面如图中小v 圆弧所示；画出子波波面的包络面A′B′，根据波线与波面的方位关系画出反射波线a′、c′、b′，代表了反射波的波线。 (3)应用惠更斯原理解释波的折射现象： 当波由一种介质进入另一种介质时发生偏折的现象叫做波的折射。用惠更斯原理解释如 下：1由介质a首先于时刻t如图丙所示，一束平面波中的波线也到bt，波线a进入介质2后，又经过时间Δ到达界面。波线两点发出的子波的波面如图中两小段圆弧所C′A达界面。这时、之后的新的波面。由于是两种不同的介，这是波进入介质2A′B′示，它们的包络面为图中的前进的距离b这段时间内，两条波线a和、质，其中波的传播速度vv不一定相同，在Δt21也不一定相同。因此波进入第二种介质后传播方向常常发生偏折。这是波的折射′和BBAA′现象。]

12.6 惠更斯原理 习题

12. 6 惠更斯原理习题 基础夯实 1．下列说法中不正确的是() A．只有平面波的波面才与波线垂直 B．任何波的波线与波面都相互垂直 C．任何波的波线都表示波的传播方向 D．有些波的波面表示波的传播方向 答案：AD 解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A错误，选项B正确，波线表示波的传播方向，选项C正确，D错误。 2．下列说法中正确的是() A．水波是球面波 B．声波是球面波 C．只有横波才能形成球面波 D．只有纵波才能形成球面波 答案：B 解析：若波面是球面，则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知B正确，C、D错误。由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A不正确。 3．(2012·聊城模拟)以下关于波的认识，正确的是() A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理

B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C．雷达的工作原理是利用波的反射 D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象 答案：ABCD 解析：A、B、C选项中应用了波的反射现象；D选项是波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改变。 4．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则() A．声波频率不变，波长变小 B．声波频率不变，波长变大 C．声波频率变小，波长变大 D．声波频率变大，波长不变 答案：B 解析：波在传播过程中频率不变，由λ＝v f知水中波长大，故B 选项正确。 5．人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的________提高耳的接收能力。 答案：反射 6．为什么在空房间里讲话感觉到声音特别响？ 解析：声波在空房间里遇到墙壁、地面、天花板发生反射时，由

人教版高中物理选修3-4“机械波”练习题

1 高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） “机械波”练习题 1.如图所示，一列横波沿x 轴传播，t 0时刻波的图象如图中实线所示.经△t = 0.2s ，波的图象如图中虚线所示.已知其波长为2m ，则下述说法中正确的是（B ） A.若波向右传播，则波的周期可能大于2s B.若波向左传播，则波的周期可能大于0.2s C.若波向左传播，则波的波速可能小于9m/s D.若波速是19m/s ，则波向右传播 2.如图所示，波源S 从平衡位置y =0开始振动，运动方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期T =0.01s ，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v =80m/s ，经过一段时间后，P 、Q 两点开始振动，已知距离SP =1.2m 、SQ =2.6m.若以Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S 、P 、Q 三点振动情况的是（AD ） A.甲为Q 点的振动图象 B.乙为振源S 点的振动图象 C.丙为P 点的振动图象 D.丁为P 点的振动图象 3.一列横波在x 轴上传播，t s 与t +o.4s 在x 轴上-3m ～3m 左 0.2m 右 P S y x 甲 O T 2T y x 丙 O T 2T y x 乙 O T 2T y x 丁 O T 2T x /m y /m

2 的区间内的波形如图中同一条图线所示，由图可知 ①该波最大速度为10m /s ②质点振动周期的最大值为0.4s ③在t +o.2s 时，x =3m 的质点位移为零 ④若波沿x 轴正方向传播，各质点刚开始振动时的方向向上 上述说法中正确的是（ B ） A .①② B .②③ C .③④ D .①④ 4.如图为一列在均匀介质中传播的简谐横波在t =4s 时刻的波形图，若已知振源在坐标原点O 处，波速为2m /s ，则（ D ） A .振源O 开始振动时的方向沿y 轴正方向 B .P 点振幅比Q 点振幅小 C .再经过△t =4s ，质点P 将向右移动8m D .再经过△t =4s ，质点Q 通过的路程是0.4m 5.振源O 起振方向沿+y 方向，从振源O 起振时开始计时，经t =0.9s ，x 轴上0至12m 范围第一次出现图示简谐波，则（BC ） A .此列波的波速约为13.3m /s B .t =0.9s 时，x 轴上6m 处的质点振动方向向下 C .波的周期一定是0.4s D .波的周期s n T 1 46 .3+= (n 可取0，1，2，3……) 6.如图所示，一简谐横波在x 轴上传播，轴上a 、b 两点相距12m .t =0时a 点为波峰，b 点为波谷；t =0.5s 时a 点为波谷，b 点为波峰，则下列判断只正确的是（B ） A .波一定沿x 轴正方向传播 B .波长可能是8m C .周期可能是0.5s D .波速一定是24m /s x /m y /cm 8 O 10 6 2 4 12 x /m y /cm -55 b x

第六节 衍光学基础实验

第六节衍射光学基础实验 实验一菲涅耳衍射实验 一、引言： 利用惠更斯原理，可以定性地从某时刻的已知波阵面位置求出后面另一时刻的波阵面位置。但惠更斯原理的子波假设不涉及子波的强度和相位，因而无法解释衍射图样中的光强分布。菲涅耳在惠更斯的子波假设基础上，提出了子波相干叠加的思想，从而建立了反映光的衍射规律的惠更斯－菲涅耳原理：波阵面前方空间某点处的光振动取决于到达该点的所有子波的相干叠加。在此原理的基础上，我们得到了菲涅耳衍射积分公式，并在不同近似下，归纳出在两类不同的衍射现象。菲涅耳衍射是光源—障碍物和障碍物—接收屏的距离中至少有一个是有限远的衍射。 二、实验目的： （1）观察和验证圆孔和单缝菲涅耳衍射现象 （2）改变衍射屏大小形状和距离，观察衍射变化的规律 （2）用所学知识对该现象进行解释 三、基本原理： 3.1 菲涅耳衍射的一般装置如图所示，其中S是点光源，K是开有某种形状孔径的衍射屏（或不透明屏），P是观察屏，且在距离衍射屏不太远的地方。（通常光源离衍射屏的距离都要比衍射屏上的孔径大得多，为简单起见可以认为光源发出的光波垂直照射在衍射屏上，即只要观察屏离衍射屏不远，也可以用平行光照明。） S/ 点合振幅的大小取决于露出的半波带数 由上式可知，对于圆孔中心和光源的直线S S/上的不同点所露出的半波带数目亦不相同，因而在这条直线上移动观察屏时会发现，某些点的光强最大，而另 不变时，改变圆孔半径ρ也会使考察点一些点的光强为最小。另一方面，R和R o 的光强度有明暗交替的变化。

3.2 在许多实验中，要求使用纯净的、无杂波的激光束，然而由于反射镜、扩束镜上的瑕疵、灰尘、油污，以及光束经过的空气中悬浮的微粒等，使扩束后的光场中存在许多衍射斑纹（相干噪声）。为了改善光场质量，使扩束后的激光具有平滑的光强分布，常采用空间滤波即针孔滤波的方法。 激光束近似具有高斯型振幅或光强分布，细激光束经过短聚焦的透镜聚焦后，根据傅立叶光学的原理，在透镜后焦面上出现输入光场的傅立叶变换谱，仍然是高斯分布。实际输入的光束为高斯型分布与噪声函数的叠加，而噪声函数中的高频成分一般很丰富，因而可以认为谱面上的噪声谱和信号谱是近似分离的，因此只要选择适当的针孔直径，就可以滤去噪声，获得平滑的高斯分布。也就是说，针孔只让激光束中的无干扰部分通过，起着低通滤波器的作用。它能限制光束的大小，消除扩束镜及其在扩束以前光束经过的光学元件所产生的高噪声。针孔滤波器一般是厚度为0.5mm 的铟钢片，它要用激光打孔的方法，制成5～30μm 的针孔。 针孔在使用时要放在扩束镜后焦面上的亮斑处。通常针孔和扩束镜安装在一个支架上，针孔的位置可用三个互相垂直的方向调节钮调节方向 前后调节 垂直调节 左右调节 图2 针孔滤波器示意图 针孔 杂散光

高中物理 第12章 机械波 第6节 惠更斯原理课后练习(含解析)新人教版选修3-4

惠更斯原理 基础夯实 一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题) 1．下列说法中正确的是( B ) A ．水波是球面波 B ．声波是球面波 C ．只有横波才能形成球面波 D ．只有纵波才能形成球面波 解析：若波面是球面，则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知B 正确，C 、D 错误。由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A 不正确。 2．(2019·江西省新余一中高二下学期检测)在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，是因为( B ) A ．室内空气不流动 B ．室内声音多次反射 C ．室内声音发生折射 D ．室内物体会吸附声音 解析：在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强。 3．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s 听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s 后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s ，则这个山谷的宽度约为( B ) A ．170 m B ．340 m C ．425 m D ．680 m 解析：d ＝v (t 1＋t 2 2)＝340 m 。 4．同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线见如图，以下说法正确的是( A ) A ．声波在水中波长较大，b 是水中声波的波形曲线 B ．声波在空气中波长较大，b 是空气中声波的波形曲线 C ．水中质点振动频率较高，a 是水中声波的波形曲线 D ．空气中质点振动频率较高，a 是空气中声波的波形曲线 解析：波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关，故相同音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相同。机械波在介质中传播的速度只取决于介质的性质。声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度，由v ＝λf 知，声波在水中的波长较大，对应于题图中波

2019-2020年高中物理 第12章 第6节 惠更斯原理同步练习 新人教版选修3-4

2019-2020年高中物理 第12章 第6节 惠更斯原理同步练习 新人 教版选修3-4 一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题) 1．下列说法中正确的是( ) A ．水波是球面波 B ．声波是球面波 C ．只有横波才能形成球面波 D ．只有纵波才能形成球面波 答案：B 解析：若波面是球面，则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知B 正确，C 、D 错误。由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A 不正确。 2．在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，是因为( ) A ．室内空气不流动 B ．室内声音多次反射 C ．室内声音发生折射 D ．室内物体会吸附声音 答案：B 解析：在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强。 3．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5s 听到右边山坡反射回来的声音，又经过 1.5s 后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340m/s ，则这个山谷的宽度约为( ) A ．170m B ．340m C ．425m D ．680m 答案：B 解析：d ＝v ( t 1＋t 2 2 )＝340m 。 4．下列说法中不正确的是( ) A ．只有平面波的波面才与波线垂直 B ．任何波的波线与波面都相互垂直 C ．任何波的波线都表示波的传播方向 D ．有些波的波面表示波的传播方向 答案：AD 解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A 错误，选项B 正确，波线表示波的传播方向，选项C 正确，D 错误。 5．以下关于波的认识，正确的是( ) A ．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B ．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形

2018_2019学年高中物理第十二章机械波第6节惠更斯原理练习含解析新人教版

惠更斯原理 (40分钟) 1.下列说法正确的是() A.水波是球面波 B.声波是球面波 C.只有横波才能形成球面波 D.只有纵波才能形成球面波 解析：根据球面波的定义可知,若波面是球面则为球面波,与横波、纵波无关,由此可知选项B 正确,C、D错误;由于水波不能在三维空间中传播,所以它不是球面波,故选项A错误。 答案：B 2.下列现象属于声波反射现象的是() A.隔着墙能听到房间外面有人讲话 B.音响设备制作时要考虑混合效应 C.夏日的雷声有时轰鸣不绝 D.在水里的人能听到岸上的声音 答案：BC 3.下列说法正确的是() A.波发生反射时,波的频率不变,波速变小,波长变短 B.波发生反射时,频率、波长、波速均不变 C.波发生折射时,波的频率不变,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,在同一种介质中运动,因此波长、波速和频率不变;波发生折射时,频率不变,波速变,波长变。 答案：BC 4.下列说法正确的是() A.任何波的波线都表示波的传播方向 B.波面表示波的传播方向 C.只有横波才有波面 D.波传播中某时刻任一波面上各子波波面的包络面就是新的波面 答案：AD

5. 右图是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象。已知波在介质Ⅰ、Ⅱ的波长之比为,波在介质Ⅰ中的波速为v1,波在介质Ⅱ中的波速为v2,则v1∶v2为() A.1∶ B.∶1 C. D. 解析：由v=λf得。 答案：C 6.导学号73884081甲、乙两人平行站在一堵墙前面,二人相距2a,距离墙均为a,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() A.听不到 B.甲开枪3t后 C.甲开枪2t后 D.甲开枪t后 解析：乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到 乙的耳中,故t=。甲、乙二人及墙的位置如图所示,乙 听到第二声枪响必然是墙反射的枪声,由反射定律可知,波线如图中AC和CB所示,由几何关系可得AC=CB=2a,故第二声枪响传到乙的耳中的时间t'==2t。 答案：C 7.一木匠在房顶上用铁锤钉钉子,有一位过路者在观察,他看到锤子举到最高点时,也恰好听到敲打声,他抬手看了看手表,木匠敲了8下用4 s,他便很快估计出他到木匠的最小距离不小于85 m,设声速为340 m/s,木匠上举和向下放锤的时间相等,说说旁观者用的方法,写出他到木匠距离的表达式。 解析：由题意知木匠举锤的时间t= s=0.25 s,最短距离x=vt= × .25 m=85 m。而由于敲打的周期性,听到敲击声的时间跟锤子举到最高点之间的时间关系为t'=(2n+1) s,因而可能的距离x'=vt'=85(2n+1) m(n= , , ,…)。

高中物理机械波试题及详细解析

机械振动与机械波 1. 如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t 时刻的波形图。已知该波的周期为T ，a 、b 、c 、d 为沿波传播方向上的四个质点，则下列说法中正确的是（ ） A ．在 2T t + 时，质点c 的速度达到最大值 B ．在2t T +时，质点d 的加速度达到最大值 C ．从t 时刻起，质点a 比质点b 先回到平衡位置 D ．从t 时刻起，在一个周期内，a 、b 、c 、d 四个质点所通过的路程均为一个波长 【解析】波沿x 轴正方向传播，所以质点b 比质点a 先回到平衡位置，选项C 错误；一个周期的时间里， 各质点的路程4倍的振幅，而不是一个波长，选项D 错误。【答案】B 1．图甲为一列简谐横波在t =0.10s 时刻的波形图，P 是平衡位置为x =1 m 处的质点，Q 是平衡位置为x =4 m 处的质点，图乙为质点Q 的振动图象，则 A ．t =0.15s 时，质点Q 的加速度达到正向最大 B ．t =0.15s 时，质点P 的运动方向沿y 轴正方向 C ．从t =0.10s 到t =0.25s ，该波沿x 轴正方向传播了6 m D ．从t =0.10s 到t =0.25s ，质点P 通过的路程为30 cm 【 解析】由乙图中Q 点的振动图象可知t=0.15s 时Q 点在负的最大位移处，故具有正向最大加速度，故A 正确；甲图描述的是t=0.10s 时的波动图象，而根据乙图可知t=0.10s 到t=0.25s 内Q 点将向下振动，这说明在甲图中此时Q 点将向下振动，根据质点振动方向和波传播方向的关系可知，波向左传播，判定出经过四分之一周期即t=0.15s 时质点P 运动方向为Y 轴负方向，故B 错误；根据甲乙两图可知波长和周期，则波速：v= T λ =40m/s ，故从t=0.10s 到t=0.25s ，波沿x 负方向传播了6m ，而并非沿x 轴正方向传播，故C 错误；质点在一个周期内通过的路程为4个振幅长度，结合0.10s 时P 点的位置可知在t=0.10s 到t=0.25s 的四分之三周期内，质点P 通过的路程小于三个振幅即小于30cm ，故D 错误．故选A ． 2.（2013·北京海淀二模，18题）—根弹性绳沿x 轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t = 0时使其开始沿y 轴做简谐运动，在t=0.25s 时，绳上形成 如图4所示的波形。关于此波,下列说法中正确的是 y/cm y/cm x/m 10 2 4 6 8 0 t/10-2s 10 5 10 15 20 0 Q P 甲 乙

光的衍射及其应用

光的衍射及其应用 摘要：光在传播的过程中能绕过障碍物边缘，偏离直线传播，而进入几何阴影，并出现光强分布不均匀的现象称为光的衍射。光波的波长比声波的波长短很多，这也是为什么人们最先意识到声波的衍射而往往把光波的衍射当成直线的传播，直到1814年，法国物理学家费涅尔注意到光在传播过程中，遇到障碍物，并且障碍物的线度和光的波长可以比拟时，就会出现偏离原来直线传播的路径，在障碍物背后本该出现阴影的地方出现亮纹，而在本该亮的地方出现暗纹的现象，才有了今天的光的衍射并加以研究。 关键词：费涅尔，惠更斯原理，惠更斯—费涅尔原理，柏松亮点，夫琅和费单缝衍射。 一、常见衍射实验的分析。 最常见的光的衍射实验就是单缝衍射和圆孔衍射两种。 单缝衍射即是用一束平行光射到单缝上，在紧贴单缝后放一面凸透镜，注意单缝要很窄，因为要保证光波的波长与狭缝的宽度可比拟，然后在透镜的焦点出放一白板，则可以看到明暗相间的的条纹。这就是光的衍射。 圆孔衍射就是将单缝换成圆孔，当然一样要保证圆孔的直径大小与光的波长可比拟，则可以在物板上看到中间是亮斑而周围是亮环的图形。 上面两个实验我们在高中的就接触过，但没有在单缝或是圆孔后面加一个透镜，而现在，将圆孔后的透镜移走，则可以看到明暗相间的同心圆。 而如果把圆孔换成圆板，当圆板的大小远远大于光的波长时，只能看见物屏上的圆形阴影，而渐渐减小圆环的大小，则可以在圆板大小与光波波长可比拟时看到“柏松亮点”，即在圆形阴影中心的亮点，而圆形的阴影周围是明暗相间的同心圆。 总结以上实验可知：光波在哪个方向受限制，就往哪个方向衍射；当障碍物的大小与光波的波长可比拟时，光的衍射现象最明显；光具有波动性（类比声波）。 如果说上述的实验是光的衍射实验的入门，那么夫琅和费单缝衍射则是光的衍射实验中最常见的仪器。它与之前用的仪器最大的不同就是光源和衍射场到物屏的距离都是无限远，听起来向无法实现似的，但这实质上只是想把入射的光线看成是平行光且在无限远处相干叠加兵形成衍射。其实验装置是一束平行光射在小圆孔s上，再经凸透镜变成，垂直于单缝的光线，光线射到单缝上，根据惠更斯—费涅尔原理，单缝上每一个点都是子波波源，发出衍射波，它们相干叠加形成明暗相间的衍射图样，也

高中物理机械波基础测试题

高中物理机械波单元测试 一、选择题 1．一列波由波源向周围扩展开去,由此可知 （ ） A 、介质中各质点由近及远地传播开去 B 、介质点的振动形式由近及远传播开去 C 、介质点振动的能量由近及远传播开去 D 、介质点只是振动而没有迁移 2．关于机械振动和机械波下列叙述正确的是（ ） A ．有机械振动必有机械波 B ．有机械波必有机械振动 C ．在波的传播中，振动质点并不随波的传播方向发生迁移 D ．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停止 3．一列沿x 轴传播的简谐横波, 某时刻的图象如图1所示. 质点A 的位置坐标为(-5,0), 且此时它正沿y 轴正方向运动, 再经2 s 将第一次到达正方向最大位移, 由此可知 ( ) A. 这列波的波长为20 m B. 这列波的频率为0.125 Hz C. 这列波的波速为2.5 m/s D. 这列波是沿x 轴的正方向传播的 4一列机械波在某时刻的波形如图2中实线所示，经过一段 时间后，波形图象变成如图2中虚线所示，波速大小为 1 m/s ．那么这段时间可能是（ ） A ．3 s B ．4 s C ．5 s D ．6 s 5．关于超声波和次声波，以下说法正确的是（ ） A 、频率低于20Hz 的声波为次声波，频率高于20000Hz 的声波为超声波。 B 、次声波的波长比可闻波短，超声波的波长比可闻波长长 C 、次声波的波速比可闻波小，超声波的波速比可闻波大 D 、在同一种均匀介质中，在相同的温度条件下，次声波、可闻波和超声波的波速相等 6．一列沿x 轴传播的简谐波，波速为4 m/s ，某时刻的波形图象如图3所示．此时x ＝8 m 处的质点具有正向最大速度，则再过 4.5 s （ ） A ．x ＝4 m 处质点具有正向最大加速度 B ．x ＝2 m 处质点具有负向最大速度 C ．x ＝0处质点具有负向最大加速度 D ．x ＝6 m 处质点通过的路程为20 cm 7．如图4所示，在xoy 平面内，有一沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速为1 m/s ，振幅为4 cm ，频率为2.5 Hz ．P 点、Q 点平衡位置相距0.2m 。在t =0时，P 点位于其平衡位置上 图2 0 4 x/m y/cm P Q 0 -2 2 4 6 8 10 12 x/m y/cm 图3 图1