3.2　波的反射和折射1.知道波面、波線與惠更斯原理.2.知道波的反射與折射.3.知道波的反射定律與折射定律.學(xué)習(xí)目標(biāo)一、波面、波線與惠更斯原理1.波面：波在介質(zhì)傳播時(shí)，任一時(shí)刻介質(zhì)振動(dòng)步調(diào)相同的點(diǎn)的包絡(luò)面，最前面的波面又叫波前.2.波線：垂直于波面并指向波傳播方向的直線.知識(shí)梳理3.惠更斯原理(1)內(nèi)容：介質(zhì)中波前上的各點(diǎn)，都可以看作是一個(gè)新的波源(子波源)，并發(fā)出子波；其后，這些子波的包絡(luò)面就是新的波面.這就是惠更斯原理.(2)確定下一時(shí)刻球面波的波前二、波的反射1.內(nèi)容：當(dāng)波在傳播過程中從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種不同介質(zhì)時(shí)，遇到介質(zhì)界面會(huì)返回來繼續(xù)傳播的現(xiàn)象.2.特點(diǎn)：在波的反射中，波的頻率、波速和波長(zhǎng)都不變.3.反射定律：入射波線、法線、反射波線在同一平面內(nèi)，入射波線與反射波線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角.三、波的折射1.內(nèi)容：當(dāng)波在傳播過程中從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種不同介質(zhì)時(shí)，波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫作波的折射.2.特點(diǎn)：在波的折射中，頻率不變，波速和波長(zhǎng)發(fā)生改變.3.折射定律：波從第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)分界面處會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中波速跟第二種介質(zhì)中的波速之比.思考：如圖甲所示，在水槽中，點(diǎn)波源所發(fā)出的圓形水波遇直線界面反射后的波形仍為同心圓形.圖乙為圓形波反射的示意圖.請(qǐng)舉例說明生活中波的反射現(xiàn)象.提示 ：回聲是聲波的反射現(xiàn)象，對(duì)著山崖或高墻說話，聲波傳到山崖或高墻時(shí)，會(huì)被反射回來繼續(xù)傳播.波的反射和折射核心要點(diǎn)波向前傳播在兩種介質(zhì)的界面上可以同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，一些物理量也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，比較如下： 總結(jié)歸納：(1)頻率f由波源決定.無論是反射波還是折射波都與入射波的頻率相等，即波源的振動(dòng)頻率相同.(2)波速v由介質(zhì)決定，反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，波速不變，折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，波速變化.(3)據(jù)v=λf 知，波長(zhǎng)λ與波速和頻率有關(guān).反射波與入射波，頻率相同、波速相同，故波長(zhǎng)相同，折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，頻率相同，波速不同，故波長(zhǎng)不同.例1：有一輛汽車以15 m/s的速度勻速行駛，在其正前方有一陡峭山崖，汽車?guó)Q笛2 s后司機(jī)聽到回聲，此時(shí)汽車距山崖的距離有多遠(yuǎn)?(v聲=340 m/s)解析：汽車勻速行駛，速度為v車=15 m/s，聲音在空氣中傳播速度不變.汽車從發(fā)出笛聲到接收到笛聲，二者運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同.如圖所示.設(shè)汽車在A點(diǎn)發(fā)出笛聲，A點(diǎn)到山崖B的距離為x1，汽車運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)接收到笛聲，設(shè)AC距離為x2，CB距離為x，因二者運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，則有x1=x2+x ①x1+x=v聲t=340 m/s·t ②x2=v車t=15 m/s·t ③聯(lián)立①②③得x=325 m.答案： 325 m ??技能點(diǎn)撥：波的反射應(yīng)用技巧(1)反射波和入射波是遵從反射定律的，可用反射定律作圖后再求解.(2)利用回聲測(cè)距時(shí)，要特別注意聲源是否運(yùn)動(dòng)，若聲源運(yùn)動(dòng)，聲源發(fā)出的聲波至障礙物再返回至聲源的這段時(shí)間與聲源的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同.(3)解決波的反射問題的關(guān)鍵是根據(jù)物理情境規(guī)范作出幾何圖形，然后利用幾何知識(shí)結(jié)合物理規(guī)律進(jìn)行解題.1.在室內(nèi)講話的聲音比在室外空曠處講話的聲音要洪亮，因?yàn)?　　)A.室內(nèi)空氣不流動(dòng)B.室內(nèi)聲音多次反射C.室內(nèi)聲音發(fā)生折射D.室內(nèi)物體會(huì)吸附聲音隨堂檢測(cè)解析：在室內(nèi)聽到的聲音洪亮是因?yàn)槁暡ㄔ谑覂?nèi)墻壁上經(jīng)過多次反射而得到加強(qiáng).答案： B　2.一列波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，下列說法正確的是(　　)A.頻率發(fā)生變化，波長(zhǎng)和波速不發(fā)生變化B.波長(zhǎng)發(fā)生變化，頻率和波速不發(fā)生變化C.波速發(fā)生變化，頻率和波長(zhǎng)不發(fā)生變化D.波長(zhǎng)和波速發(fā)生變化，頻率不發(fā)生變化解析：波的頻率由波源決定，當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不變，A錯(cuò)誤；波速由介質(zhì)決定，當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波速發(fā)生變化，由于頻率不變，根據(jù)公式 v=λf 可知波長(zhǎng)也發(fā)生變化，B、C均錯(cuò)誤，D正確. 答案： D　3.下列敘述不屬于波的反射現(xiàn)象的是 (　　)A.潛水艇利用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況B.隱形飛機(jī)怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì)C.夏日的雷聲轟鳴不絕D.墻里說話墻外聽解析：解析：潛水艇利用波的反射原理使用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況，A屬于；隱形飛機(jī)怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì)是為了減少波的反射，從而達(dá)到隱形的目的，B屬于；夏日的雷聲轟鳴不絕是由于云層不斷地反射聲音造成的，C屬于；墻里說話墻外聽不屬于波的反射現(xiàn)象，故選D. 答案： D　

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第2節(jié) 波的反射和折射

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