波的反射和折射

波的反射和折射第1頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日知識梳理圖(學(xué)生用書P35)第2頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日知識點1.波面和波線2.反射定律3.折射定律第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日情景設(shè)置(學(xué)生用書P35)

我們對山崖或高墻大喊,我們會聽到回聲,當(dāng)我們游覽海底世界時,有時會聽到一些叫聲,這是海中生物發(fā)出的叫聲傳到了我們耳中,那么這些現(xiàn)象滿足怎樣的規(guī)律呢?第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日深化探究(學(xué)生用書P35)

一?波面和波線第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日1.波面:在波的傳播過程中,介質(zhì)中振動狀態(tài)相同的點組成的平面或曲面叫做波面.例如:水面上某點有一振源,水波向四周傳開,由于各個方向的波速都是一樣的,所以向四面八方傳播的波峰(或波谷)組成一個個的圓,這些圓就是波面.波面為球面的波叫做球面波,如下圖甲所示,波面為平面的波叫做平面波,如下圖乙所示.2.波線:與波面垂直的線代表波的傳播方向叫波線.如上圖中所示.第7頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日第8頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日二?惠更斯原理惠更斯在1690年提出:介質(zhì)中任一波面上的各點,都可以看做發(fā)射子波的波源,其后任意時刻,這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面.第9頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日如上圖所示,以O(shè)為球心的球面波在時刻t的波面為r,按照惠更斯原理,r面上每個點都是子波的波源,設(shè)各個方向的波速都是v,在Δt時間之后各子波的波面如圖中虛線所示,虛線圈的半徑為vΔt,r′是這些子波波面的包絡(luò)面,它就是原來球面波的波面在時間Δt后的新位置.可以看出,新的波面仍是一個球,它與原來球面的半徑之差為vΔt,表示波向前傳播了vΔt的距離.與此類似,可用惠更斯原理解釋平面波的傳播.(如下圖)第10頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日第11頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日三?波的反射當(dāng)波遇到障礙物時,會返回到原來的介質(zhì)中繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫做波的反射.入射角:入射波線與法線的夾角.如下圖中的α.反射角:反射波線與法線的夾角.如下圖中的β.反射定律:入射波線?法線?反射波線在同一平面內(nèi),且反射角等于入射角.第12頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日四?波的折射

波傳播到兩種不同的可傳播波的介質(zhì)界面時,會有一部分進(jìn)入第二介質(zhì)中,但波線會發(fā)生變化,這種現(xiàn)象叫波的折射.

折射角:折射波線與法線間的夾角θ2,如下圖中所示.

折射率:v1、v2分別是表示波在兩種介質(zhì)中的速度,n12=

叫做第2種介質(zhì)對第1種介質(zhì)的折射率.

折射定律:第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日典例分析(學(xué)生用書P36)一?波的反射現(xiàn)象與v=λf的綜合應(yīng)用第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日例1:某物體發(fā)出的聲音在空氣中的波長為1m,波速為340m/s,在海水中的波長為4.5m,此物體在海面上發(fā)出的聲音經(jīng)0.5s聽到回聲,則海水深為多少米?答案:382.5m第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日解析:同一列波在不同介質(zhì)中保持不變的是頻率,由聲音在空氣中傳播的速率,由波速公式v=fλf=v/λ= 340Hz.

聲音在海水中的傳播速度v海=λ海f=4.5×340=1530m/s

海水的深度h=v?！?1530××0.5=382.5m.第16頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日鞏固練習(xí)1某測量員是這樣利用回聲測距的:他站在兩平行峭壁間某一位置鳴槍,經(jīng)1.00s第1次聽到回聲,又經(jīng)過0.5s再次聽到回聲,已知聲速為340m/s,則兩峭壁間的距離為多少米?答案:425m第17頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日解析:設(shè)兩峭壁之間距離為S,測量員距某一峭壁的距離為S1,離另一峭壁的距離為S2,則S1+S2=S,第一次聽到回聲t1=1.00s,第二次聽到回聲t2=t1+at=1.50s,由此可知2S1=vt1,2S2=vt2,整理得第18頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日二?對波的折射定律的理解

例2:如下圖所示,是聲波由介質(zhì)Ⅰ進(jìn)入介質(zhì)Ⅱ的折射情況,由圖判斷下列說法中正確的是()

A.入射角大于折射角,聲波在介質(zhì)Ⅰ中的波速大于它在介質(zhì)Ⅱ中的波速

B.入射角大于折射角,Ⅰ可能是空氣,Ⅱ可能是水

C.入射角小于折射角,Ⅰ可能是鋼鐵,Ⅱ可能是空氣

D.介質(zhì)Ⅰ中波速v1與介質(zhì)Ⅱ中波速v2滿足第19頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日解析:由圖中信息可知:入射角θ1大于折射角θ2,根據(jù)折射定律 可比較出Ⅰ,Ⅱ中波速的大小v1>v2,所以本題正確答案為A.

答案:A第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日鞏固練習(xí)2如圖所示是一列機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中發(fā)生的現(xiàn)象,已知波在介質(zhì)Ⅰ中的波速為v1,波在介質(zhì)Ⅱ中的波速為v2,則v1v2為()

第21頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日答案:C第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日三?綜合?創(chuàng)新與拓展例3:(2001·上海)(波的反射測車速)如下圖所示,圖a是高速公路上用超聲波測速儀器量車速的示意圖,測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號,根據(jù)發(fā)出和接收的信號間的時間差,測出被測物體的速度.圖b中P1?P2是測速儀發(fā)出的超聲波信號,n1、n2分別是P1?P2由汽車反射回來的信號.設(shè)測速儀勻速掃描,P1?P2之間的時間間隔Δt=1.0s,超聲波在空氣中的傳播速度是v=340m/s,若汽車是勻速行駛的,則根據(jù)圖b可知,汽車在接收到P1?P2兩個信號之間的時間內(nèi)前進(jìn)的距離是______m,汽車的速度是______m/s.第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日答案:1717.9第24頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日第25頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日梯度練習(xí)(學(xué)生用書P37)基礎(chǔ)強(qiáng)化第26頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日1.下列說法正確的是()A.入射波面與法線的夾角為入射角B.入射波面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.反射角跟入射角相等答案:CD第27頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日2.下列說法中正確的是()A.入射波的波長和反射波的波長相等B.入射波的波長大于折射波的波長C.入射波的波長小于折射波的波長D.入射角與折射角的比等于兩波速比答案:A第28頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日3.一列聲波從空氣傳入水中,已知水中聲速較大()A.聲波頻率不變,波長變小B.聲波頻率不變,波長變大C.聲波頻率變小,波長變大D.聲波頻率變大,波長不變答案:B第29頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日4.下列說法中正確的是()A.同一波面上各點振動情況一定相同B.同一波面上各點振動情況可以不同C.空間某一點發(fā)出的波面一定是以波源為球心的球面D.只有橫波才有波面解析:某一時刻振動相同的點連接而成的面叫波面,故A選項正確,B選項錯誤;波面是平面的叫平面波,縱波也會形成波面,故CD選項錯誤.答案:A第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日5.下列說法中正確的是()A.只有平面波的波面才與波線垂直B.任何波的波線與波面都相互垂直C.任何波的波線表示波的傳播方向D.有些波的波面表示波的傳播方向解析:波線的方向就是波的傳播方向,某一時刻振動情況相同的點連接成的面叫波面,波線與波面是相互垂直的,故B?C選項正確.答案:BC第31頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日6.一列波在第一種均勻介質(zhì)中的波長為λ1,在第二種均勻介質(zhì)中的波長為λ2,且λ1=3λ2,那么波在這兩種介質(zhì)中的頻率之比和波速之比分別為()A.3:1;1:1 B.1:3;1:4C.1:1;3:1 D.1:1;1:3答案:C第32頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日能力提升7.聲波1與聲波2在同一均勻介質(zhì)中傳播,其波形如下圖所示,則()A.2的波速比1的波速小B.2的波速比1的波速大C.2的頻率比1的頻率高D.2的頻率比1的頻率低答案:C第33頁，共35頁，2023年，2月20日，星期日8.關(guān)于波的折射,下列說法正確的是()A.波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時,傳播方向不會發(fā)生改變B.入射角等于折射角C.入射角的正弦值等于折射角的正