高中物理鲁科版（2019）选择性必修一 课件 3.2 波的反射和折射(共21张PPT)

(共21张PPT)
3.2　波的反射和折射
1.知道波面、波线与惠更斯原理.
2.知道波的反射与折射.
3.知道波的反射定律与折射定律.
学习目标
一、波面、波线与惠更斯原理
1.波面：波在介质传播时，任一时刻介质振动步调相同的点的包络面，最前面的波面又叫波前.
2.波线：垂直于波面并指向波传播方向的直线.
知识梳理
3.惠更斯原理
(1)内容：介质中波前上的各点，都可以看作是一个新的波源(子波源)，并发出子波；其后，这些子波的包络面就是新的波面.这就是惠更斯原理.
(2)确定下一时刻球面波的波前
子波波源
t 时刻的波前
Δt
+
t
时刻的波面
二、波的反射
1.内容：当波在传播过程中从一种介质进入另一种不同介质时，遇到介质界面会返回来继续传播的现象.
2.特点：在波的反射中，波的频率、波速和波长都不变.
3.反射定律：入射波线、法线、反射波线
在同一平面内，入射波线与反射波线分居
法线两侧，反射角等于入射角.
三、波的折射
1.内容：当波在传播过程中从一种介质进入另一种不同介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫作波的折射.
2.特点：在波的折射中，频率不变，波速和波长发生改变.
3.折射定律：波从第一种介质进入第二种介质分界面处会发生折射现象，入射角的正弦跟折射角的正弦之比
等于波在第一种介质中波速跟第二种介质
中的波速之比.
思考：如图甲所示，在水槽中，点波源所发出的圆形水波遇直线界面反射后的波形仍为同心圆形.图乙为圆形波反射的示意图.请举例说明生活中波的反射现象.
提示 ：回声是声波的反射现象，对
着山崖或高墙说话，声波传到山崖
或高墙时，会被反射回来继续传播.
波的反射和折射
核心要点
波向前传播在两种介质的界面上可以同时发生反射和折射现象，一些物理量也会相应发生变化，比较如下：
比较项 波的反射 波的折射
传播方向 改变，θ反=θ入 改变，θ折≠θ入
频率f 不变 不变
波速v 不变 改变
波长λ 不变 改变
总结归纳：
(1)频率f由波源决定.无论是反射波还是折射波都与入射波的频率相等，即波源的振动频率相同.
(2)波速v由介质决定，反射波与入射波在同一介质中传播，波速不变，折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化.
(3)据v=λf 知，波长λ与波速和频率有关.反射波与入射波，频率相同、波速相同，故波长相同，折射波与入射波在不同介质中传播，频率相同，波速不同，故波长不同.
例1：有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远 (v声=340 m/s)
解析：汽车匀速行驶，速度为v车=15 m/s，声音在空气中传播速度不变.汽车从发出笛声到接收到笛声，二者运动时间相同.如图所示.
设汽车在A点发出笛声，A点到山崖B的距离为x1，汽车运动到C点接收到笛声，设AC距离为x2，CB距离为x，因二者运动时间相同，则有
x1=x2+x ①
x1+x=v声t=340 m/s·t ②
x2=v车t=15 m/s·t ③
联立①②③得x=325 m.
答案： 325 m
例2：甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a，距离墙均为 a，当甲开了一枪后，乙在时间t后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为(　　)
A.听不到
B.甲开枪3t后
C.甲开枪2t后
D.甲开枪t后
解析：乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳中，故t=.甲、乙二人及墙的位置如图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图中AC和CB所示，由几何关系可得AC=CB=2a，故第二声枪响传到乙的耳中的时间t'==2t.
答案： C
技能点拨：波的反射应用技巧
(1)反射波和入射波是遵从反射定律的，可用反射定律作图后再求解.
(2)利用回声测距时，要特别注意声源是否运动，若声源运动，声源发出的声波至障碍物再返回至声源的这段时间与声源的运动时间相同.
(3)解决波的反射问题的关键是根据物理情境规范作出几何图形，然后利用几何知识结合物理规律进行解题.
1.在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，因为(　　)
A.室内空气不流动
B.室内声音多次反射
C.室内声音发生折射
D.室内物体会吸附声音
随堂检测
解析：在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强.
答案： B
　
2.一列波从一种介质进入另一种介质时，下列说法正确的是(　　)
A.频率发生变化，波长和波速不发生变化
B.波长发生变化，频率和波速不发生变化
C.波速发生变化，频率和波长不发生变化
D.波长和波速发生变化，频率不发生变化
解析：波的频率由波源决定，当波从一种介质进入另一种介质时，频率不变，A错误；波速由介质决定，当波从一种介质进入另一种介质时，波速发生变化，由于频率不变，根据公式 v=λf 可知波长也发生变化，B、C均错误，D正确.
答案： D
　
3.下列叙述不属于波的反射现象的是 (　　)
A.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况
B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质
C.夏日的雷声轰鸣不绝
D.墙里说话墙外听
解析：解析：潜水艇利用波的反射原理使用声呐探测周围物体的分布情况，A属于；隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的，B属于；夏日的雷声轰鸣不绝是由于云层不断地反射声音造成的，C属于；墙里说话墙外听不属于波的反射现象，故选D.
答案： D