3.4波的反射與折射+課件+-【知識(shí)精講精研】高二上學(xué)期物理教科版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

波的反射和折射人們聽(tīng)不清對(duì)方說(shuō)話時(shí),除了讓一只耳朵轉(zhuǎn)向?qū)Ψ?還習(xí)慣性地把同側(cè)的手附在耳旁,這樣做是利用聲波的什么特點(diǎn)提高耳朵的接收能力?我們知道，聲音在傳播過(guò)程中，遇到障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生反射。對(duì)著遠(yuǎn)處的峭壁大喊一聲會(huì)聽(tīng)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(guò)水波的反射？波的反射應(yīng)該遵從什么規(guī)律？一、波的反射1、定義：波在傳播過(guò)程中，遇到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)返回到原介

質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象．問(wèn)：波的反射遵循什么規(guī)律呢？實(shí)驗(yàn)探究一實(shí)驗(yàn)探究二用一塊直板周期性地敲擊水面，產(chǎn)生波紋形狀為平行直線的水波，在水波槽中放一個(gè)直線邊界，觀察波的反射規(guī)律。反射線與法線的夾角入射角（i）：入射線與法線的夾角反射角（i’）：法線界面用一條射線代表入射波的入射方向（入射線）用另一條射線代表反射波的反射方向（反射線）①反射波的頻率、波速和波長(zhǎng)都不變.②波遇到兩種介質(zhì)界面時(shí)，總存在反射.注意：法線平面2、反射規(guī)律：①入射線、法線、反射線在同一平面內(nèi)②入射線與反射線分居法線兩側(cè)③反射角等于入射角（1）回聲測(cè)距原理:當(dāng)聲波遇到障礙物時(shí),會(huì)被反射回來(lái)繼續(xù)傳播,由于反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播,傳播速度相同,因此,在傳播距離一樣的情況下,入射波和反射波用的時(shí)間相等。設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t聽(tīng)到回聲:①當(dāng)聲源與障礙物靜止不動(dòng)時(shí),聲源到障礙物的距離為s=

v聲

。3、波的反射的應(yīng)用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)

。（2）超聲波定位蝙蝠、海豚能發(fā)出超聲波。超聲波遇到障礙物或捕食目標(biāo)時(shí)會(huì)被反射回來(lái),蝙蝠、海豚就是根據(jù)接收到的反射回來(lái)的超聲波來(lái)確定障礙物或食物的位置,從而確定飛行或游動(dòng)方向。生活中的倒車?yán)走_(dá)也是利用超聲波進(jìn)行定位的。生活思考“余音繞梁，三日不絕”中的科學(xué)知識(shí)是聲波的反射，當(dāng)然這里運(yùn)用了夸張的表達(dá)手法思考：如圖所示，一場(chǎng)大雪過(guò)后，人們會(huì)感到外面萬(wàn)籟俱靜．這是怎么回事？難道是人的活動(dòng)減少了嗎？提示：剛下過(guò)的雪是新鮮蓬松的，它的表面層有許多小氣孔．當(dāng)外界的聲波傳入這些小氣孔時(shí)便要發(fā)生反射．由于氣孔往往是內(nèi)部大而口徑?。?，僅有少部分波的能量能通過(guò)口徑反射回來(lái)，而大部分的能量則被吸收掉了．所以不是人的活動(dòng)減少了.

1、定義：

波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射。二、波的折射

實(shí)驗(yàn):水波的折射

在矩形水槽底部墊一塊厚度均勻的玻璃板，形成深水區(qū)和淺水區(qū)。利用振動(dòng)發(fā)生器激起水波。觀察水波從深水區(qū)傳播到淺水區(qū)。實(shí)驗(yàn)探究三水波從深水區(qū)進(jìn)入淺水區(qū)時(shí)，其波長(zhǎng)變小。這是因?yàn)樗ㄔ趥鞑ミ^(guò)程中，頻率保持不變，但水波在深水區(qū)的傳播速率比在淺水區(qū)快，所以水波在深水區(qū)傳播時(shí)的波長(zhǎng)比在淺水區(qū)時(shí)長(zhǎng)。水波的折射2、折射定律：入射線、法線、折射線在同一平面內(nèi)，入射線與折射線分居法線兩側(cè)．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)中的速度跟波在第二種介質(zhì)中的速度之比。折射率波產(chǎn)生折射的原因是波速不同。波現(xiàn)象波的反射波的折射

傳播方向改變

θ反＝θ入改變

θ折≠θ入頻率f不變不變波速v不變改變波長(zhǎng)λ不變改變1、對(duì)于波長(zhǎng)為100m的聲波,下列說(shuō)法正確的是(

)A.在同一介質(zhì)中,比波長(zhǎng)為20m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(wú)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(lái)的介質(zhì),傳播速度不變,故選項(xiàng)D正確。D2、當(dāng)一個(gè)探險(xiǎn)者進(jìn)入一個(gè)山谷后,為了估測(cè)出山谷的寬度,他吼一聲后,經(jīng)過(guò)0.5s聽(tīng)到右邊山坡反射回來(lái)的聲音,又經(jīng)過(guò)1.5s后聽(tīng)到左邊山坡反射回來(lái)的聲音,若聲速為340m/s,則這個(gè)山谷的寬度約為(

)A.170m

B.340m

C.425m

D.680m解析:右邊的聲波從發(fā)出到反射回來(lái)所用時(shí)間為t1=0.5s,左邊的聲波從發(fā)出到反射回來(lái)所用的時(shí)間為t2=2s。山谷的寬度為

×340m=425m。C3、(單選）如圖所示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(zhǎng)、頻率相等，波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長(zhǎng)不等C．3與1的波速、頻率、波長(zhǎng)均相等D．3與1的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等D4、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，旅游業(yè)迅速發(fā)展，其中回歸大自然的濱海游、生態(tài)游等休閑度假游，備受人們的喜愛(ài)。如圖所示，一艘汽船以4m/s的速度在無(wú)風(fēng)河面上航行，船上發(fā)出一聲鳴笛，旅客在3s后聽(tīng)到前方