陈 锋

(南京师范大学附属中学 江苏 南京 210003)

《普通高中物理课程标准实验教科书》选修模块“选修4”第二章“机械波”中加入了“波的反射和折射”，其中用惠更斯原理解释波的反射和波的折射，学生接受起来有一定的难度，也不容易理解．为使学生顺利地掌握这一内容，同时培养学生探究能力，对这部分内容作了如下处理．

1 根据惠更斯原理确定波的传播方向

根据惠更斯原理，由某一时刻波面的位置可以用作图法确定下一时刻波面的位置．以球面波为例，说明惠更斯原理的应用．

以点波源S为球心的球面波以速度u在空间向各个方向传播，t时刻的波面是半径R1=ut的球面S1[图1(a)].根据惠更斯原理，球面S1上的各点都可看作发射子波的波源[图1(b)].以S1上的各点为中心，以R2=uΔt为半径画子波波面[图1(c)]．画这些子波波面的包络面即以R=u(t+Δt) 为半径的球面[图1(d)]．过点波源S作包络面的垂线即波的传播方向[图1(e)]．

图1

2 利用惠更斯原理理解波的反射

利用惠更斯原理不但可以说明为什么波在两种介质的界面会发生反射，而且可以得到反射角与入射角的关系．

设有一列平面波以波速u射到两种介质的分界面，被反射回原来的介质中，如何确定反射波的传播方向？要确定反射波的传播方向关键确定反射波的波面位置．

方法：

(1)根据入射波的波线画出入射波的波面：取4条等间距波线a，b，c，d，作出a刚好射到界面时的波面AE，可以看出波面上各点到达界面的时间不同，A点最先到达界面，E点最后到……