在北京天壇公園內(nèi)，有一處著名的古建筑—回音壁。一個(gè)人對著墻說話，聲波會沿著墻壁傳到一二百米遠(yuǎn)處被另一個(gè)人聽到，而且聲音悠長，非常神奇。
為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象?
(1)波振面(波面)：從波源發(fā)出的波，經(jīng)過相同傳播時(shí)間到達(dá)的 所組成的 ，如圖所示。
各點(diǎn) 面
①球面波：波面是 的波。
②平面波：波面是 的波。
(3)波線：用來表示波的 的線稱為波線，波線與各個(gè)波面總是 的。
波在均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，波面的形狀不變，波線保持為直線，波的傳播方向也不變。當(dāng)波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)表面時(shí)，又是怎樣的情形呢?
(1)定義：物理學(xué)中，波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)表面時(shí)， 原來介質(zhì)傳播的現(xiàn)象。
(2)反射定律：反射波的波線、入射波的波線和 在同一平面內(nèi)，反射波的波線和入射波的波線分別位于 兩側(cè)，反射角 入射角。
入射角(i) ：入射波的波線與平面法線的夾角i叫做入射角。反射角(i′) ：反射波的波線與平面法線的夾角i′叫做反射角。
1.在波的反射現(xiàn)象中，反射波與入射波的頻率相同嗎？波長相同嗎？
在波的反射現(xiàn)象中，反射波和入射波的頻率都與波源的頻率相同；反射時(shí)波在同種介質(zhì)中傳播，波速相同，由v＝λf可知，波長也相同。
2.人們聽不清對方說話時(shí)，除了讓一只耳朵轉(zhuǎn)向?qū)Ψ?，還習(xí)慣地把同側(cè)的手附在耳旁，你能說出其中的道理嗎？
當(dāng)用手附在耳旁時(shí)，手就可以反射一部分聲波進(jìn)入人耳，以提高人耳的接收能力。
(1)波線一定是平行直線。(　　)(2)波線有時(shí)候與波面垂直，有時(shí)候與波面平行。(　　)(3)同一波源的不同波面上的各點(diǎn)振動周期相同。(　　)(4)波在均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，波線保持為直線。(　　)
1.(2022·山東淄博市張店區(qū)高二期中)下列關(guān)于波的反射的說法正確的是A.反射波面與法線的夾角為反射角B.入射波線與界面的夾角為入射角C.入射波線與法線的夾角為入射角D.在波的反射中，入射角隨反射角的變化而變化
2.(2022·江西景德鎮(zhèn)市高二月考)某物體發(fā)出的聲音在空氣中的波長為1 m，波速為340 m/s，在海水中的波長為4.5 m。(1)求該波的頻率和在海水中的波速。(2)若物體在海面上發(fā)出的聲音經(jīng)0.5 s聽到回聲，則海水深為多少？(3)若物體以5 m/s的速度由海面向海底運(yùn)動，則經(jīng)過多長時(shí)間聽到回聲？(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
答案　 (1) 340 Hz　1 530 m/s　 (2) 382.5 m　 (3) 0.498 s
1.當(dāng)聲源不動時(shí)，聲波遇到了靜止障礙物會被反射回來繼續(xù)傳播，由于反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，因此，入射波和反射波在傳播距離一樣的情況下，用的時(shí)間相等。設(shè)經(jīng)過時(shí)間t聽到回聲，則聲源距障礙物的距離為
2.當(dāng)聲源以速度v向靜止的障礙物運(yùn)動或障礙物以速度v向靜止的聲源運(yùn)動時(shí)，聲波遇到障礙物經(jīng)時(shí)間t返回，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為
3.當(dāng)聲源以速度v遠(yuǎn)離靜止的障礙物或障礙物以速度v遠(yuǎn)離靜止的聲源時(shí)，聲波遇到障礙物經(jīng)時(shí)間t返回，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為
1.波的折射：物理學(xué)中，我們把波在傳播過程中，由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播 發(fā)生 的現(xiàn)象，稱為波的折射。
方向 偏折
(1)入射角： 的波線與法線的夾角，用i表示。
(2)折射角： 的波線與法線的夾角，用r表示。
說明：波在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生折射的原因是波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同。
波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，會發(fā)生折射現(xiàn)象，如圖所示。
(1)波的折射現(xiàn)象中的入射波線和折射波線及法線具有什么特點(diǎn)？
入射波線、法線、折射波線在同一平面內(nèi)，入射波線與折射波線分居法線兩側(cè)。
(2)如果從介質(zhì)1到介質(zhì)2，波速、頻率和波長是否發(fā)生變化？怎樣變化？
波的折射現(xiàn)象中，頻率不變，波速和波長發(fā)生改變，從介質(zhì)1到介質(zhì)2波速減小波長變短。
(3)波從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2時(shí)，其入射角i，折射角r與波在兩種介質(zhì)中的波長λ1、λ2滿足什么關(guān)系？
(1)一切波都能發(fā)生折射現(xiàn)象。(　　)(2)發(fā)生折射時(shí)，波的傳播方向一定會發(fā)生改變。(　　)(3)波發(fā)生折射時(shí)，波長、頻率和波速都會發(fā)生變化。(　　)
3.一列聲波在介質(zhì)Ⅰ中的波長為0.2 m。當(dāng)該聲波從介質(zhì)Ⅰ中以某一角度傳入介質(zhì)Ⅱ中時(shí)，波長變?yōu)?.6 m，如圖所示，若介質(zhì)Ⅰ中的聲速是340 m/s。(1)求該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播時(shí)的頻率。(2)求該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播的速度大小。
答案　 (1) 1 700 Hz　 (2) 1 020 m/s

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第2節(jié) 波的反射和折射

版本： 魯科版 (2019)

年級： 選擇性必修 第一冊

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