了解波的反射和折射現(xiàn)象.
我們知道，聲音在傳播過程中，遇到障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生反射。對著遠(yuǎn)處的峭壁大喊一聲會(huì)聽到回聲，就是聲波在峭壁上反射的結(jié)果。生活中，你是否注意過水波的反射？波的反射應(yīng)該遵從什么規(guī)律？
1.反射現(xiàn)象：波遇到介質(zhì)界面(如水波遇到擋板)時(shí)會(huì)返回原介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象.2.反射規(guī)律：反射線、法線與入射線在同一　　內(nèi)，反射線與入射線分居　　兩側(cè)，反射角　　入射角.3.波在反射過程中波長λ、頻率f、波速v都跟入射波相同.4.波遇到兩種介質(zhì)界面時(shí)，總存在反射.
1.波的折射：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生折射，同樣，其他波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)也發(fā)生　　.2.水波的折射：水波在　　不同的水域傳播時(shí)，在交界面處發(fā)生　　.3.波發(fā)生折射的原因：是波在不同介質(zhì)中的速度不同。4.在波的折射中的規(guī)律：①折射波與入射波的頻率相同②折射波和入射波的波速和波長不同
1.波的反射遵從反射定律，即入射線、反射線及法線位于同一平面內(nèi)，入射線、反射線分別位于法線的兩側(cè)，反射角等于入射角.2.波的頻率是由振源決定的，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是受迫振動(dòng)，因此不論是反射還是折射，波的頻率是不改變的.3.波速是由介質(zhì)決定的，波反射時(shí)是在同一介質(zhì)中傳播，因此波速不變，波折射時(shí)是在不同介質(zhì)中傳播，因此波速改變.4.波長是由頻率和波速共同決定的，即在波的反射中，由于波的頻率和波速均不變，根據(jù)公式λ＝ 可知波長不改變；在波的折射中，當(dāng)進(jìn)入新的介質(zhì)中波速增大時(shí)，由λ＝ 可知波長變大，反之變小.
例1　圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則
A.2與1的波長、頻率相等，波速不等B.2與1的波速、頻率相等，波長不等C.3與1的波速、頻率、波長均相等D.3與1的頻率相等，波速、波長均不等
解析　波線1、2都在介質(zhì)a中傳播，故1、2的頻率、波速、波長均相等，故A、B錯(cuò)；波線1、3是在兩種不同介質(zhì)中傳播，波速不同，但波源沒變，因而頻率相等，由λ＝ 得波長不同，故C錯(cuò)，D對.
例2　某測量員利用回聲測距，他站在兩平行豎直墻壁間某一位置鳴槍，經(jīng)過1 s第一次聽到回聲，又經(jīng)過0.5 s再次聽到回聲，已知聲速為340 m/s，則兩墻壁間的距離為多少？
解析　設(shè)兩墻壁間的距離為s，測量員離較近的墻壁的距離為x，則他離較遠(yuǎn)的墻壁的距離為s－x，第一次聽到回聲時(shí)，2x＝vt1第二次聽到回聲時(shí)，2(s－x)＝v(t1＋Δt)其中Δt＝0.5 s，t1＝1 s，代入數(shù)據(jù)解得：s＝425 m.
回聲測距的三種情況1.當(dāng)聲源不動(dòng)時(shí)，聲波遇到了障礙物后會(huì)返回繼續(xù)傳播，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)時(shí)間t聽到回聲，則聲源到障礙物的距離為s＝v聲· .2.當(dāng)聲源以速度v向靜止的障礙物運(yùn)動(dòng)或障礙物以速度v向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為s＝(v聲＋v)· .
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)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為s＝(v聲－v)· .
SUITANGYANLIAN　 ZHUDIANLUOSHI
1.(波的反射與折射)下列說法正確的是A.波發(fā)生反射時(shí)，波的頻率不變，波速變小，波長變短B.波發(fā)生反射時(shí)，頻率、波長、波速均發(fā)生變化C.波發(fā)生折射時(shí)，波的頻率不變，但波長、波速發(fā)生變化D.波發(fā)生折射時(shí)，波的頻率、波長、波速均發(fā)生變化
解析　波發(fā)生反射時(shí)，在同一種介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，因此波長、波速和頻率都不發(fā)生變化；波發(fā)生折射時(shí)，頻率不變，波長和波速均發(fā)生變化，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.
2.以下關(guān)于波的衍射的說法正確的是(　　)A.波遇到障礙物時(shí),一定會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B.當(dāng)障礙物的尺寸比波長大得多時(shí),衍射現(xiàn)象很明顯C.當(dāng)孔的大小比波長小時(shí),衍射現(xiàn)象很明顯D.只有當(dāng)障礙物的尺寸與波長相差不多時(shí),才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
解析:凡是波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象,不過有時(shí)衍射現(xiàn)象明顯,有時(shí)衍射現(xiàn)象不明顯。只有當(dāng)縫、孔或障礙物的尺寸跟波長相差不多或比波長更小時(shí),才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。
3.對于波長為100 m的聲波,下列說法正確的是(　　)A.在同一介質(zhì)中,比波長為20 m的聲波傳播快B.在空氣中的頻率比在水中大C.聲波能發(fā)生折射,但折射后頻率發(fā)生變化D.聲波能發(fā)生反射,但反射后波速不變
解析:機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定,波的頻率由波源決定,與介質(zhì)無關(guān),所以折射后,波進(jìn)入另一種介質(zhì),傳播速度發(fā)生變化,反射后回到原來的介質(zhì),傳播速度不變,故選項(xiàng)D正確。

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第三節(jié) 機(jī)械波的反射和折射

版本： 滬科技版（2020）

年級(jí)： 選修第一冊

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