3.2 波的反射和折射 课件(共20张PPT) 高中物理鲁科版（2019）选择性必修一

(共20张PPT)
第3章 机械波
3.2波的反射和折射
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在北京天坛公园内，有一处著名的古建筑—回音壁。一个人对着墙说话，声波会沿着墙壁传到一二百米远处被另一个人听到，而且声音悠长，非常神奇。
声波的反射。
为什么会出现这样的现象
1.波面和波线
(1)波振面(波面)：从波源发出的波，经过相同传播时间到达的 所组成的 ，如图所示。
波面
各点 面
(2)波的分类
①球面波：波面是 的波。
②平面波：波面是 的波。
(3)波线：用来表示波的 的线称为波线，波线与各个波面总
是 的。
波面
波线
波面
波线
球面
平面
传播方向
垂直
波在均匀介质中传播时，波面的形状不变，波线保持为直线，波的传播方向也不变。当波从一种介质传播到另一种介质表面时，又是怎样的情形呢
2.波的反射
(1)定义：物理学中，波从一种介质传播到另一种介质表面时， 原来介质传播的现象。
(2)反射定律：反射波的波线、入射波的波线和 在同一平面内，反射波的波线和入射波的波线分别位于 两侧，反射角 入射角。
入射角(i) ：入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。
反射角(i′) ：反射波的波线与平面法线的夹角i′叫做反射角。
法线
返回
等于
法线
1.在波的反射现象中，反射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？
在波的反射现象中，反射波和入射波的频率都与波源的频率相同；反射时波在同种介质中传播，波速相同，由v＝λf可知，波长也相同。
2.人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯地把同侧的手附在耳旁，你能说出其中的道理吗？
当用手附在耳旁时，手就可以反射一部分声波进入人耳，以提高人耳的接收能力。
(1)波线一定是平行直线。(　　)
(2)波线有时候与波面垂直，有时候与波面平行。(　　)
(3)同一波源的不同波面上的各点振动周期相同。(　　)
(4)波在均匀介质中传播时，波线保持为直线。(　　)
×
√
×
√
1.(2022·山东淄博市张店区高二期中)下列关于波的反射的说法正确的是
A.反射波面与法线的夹角为反射角
B.入射波线与界面的夹角为入射角
C.入射波线与法线的夹角为入射角
D.在波的反射中，入射角随反射角的变化而变化
√
2.(2022·江西景德镇市高二月考)某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为340 m/s，在海水中的波长为4.5 m。
(1)求该波的频率和在海水中的波速。
(2)若物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声，则海水深为多少？
(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声？(结果保留三位有效数字)
答案　 (1) 340 Hz　1 530 m/s　 (2) 382.5 m　 (3) 0.498 s
回声测距
1.当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被反射回来继续传播，由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等。设经过时间t
听到回声，则声源距障碍物的距离为
声源
障碍物
v声
2.当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声波遇到障碍物经时间t返回，声源发声时障碍物到声
源的距离为
声源
障碍物
v声
v
障碍物
3.当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声波遇到障碍物经时间t返回，声源发声时障碍物到声源的
距离为
声源
v声
v
1.波的折射：物理学中，我们把波在传播过程中，由一种介质进入另一种介质时传播 发生 的现象，称为波的折射。
方向 偏折
2.波的折射规律
(1)入射角： 的波线与法线的夹角，用i表示。
(2)折射角： 的波线与法线的夹角，用r表示。
说明：波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同介质中的传播速度不同。
入射波
折射波
波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象，如图所示。
(1)波的折射现象中的入射波线和折射波线及法线具有什么特点？
入射波线、法线、折射波线在同一平面内，入射波线与折射波线分居法线两侧。
(2)如果从介质1到介质2，波速、频率和波长是否发生变化？怎样变化？
波的折射现象中，频率不变，波速和波长发生改变，从介质1到介质2波速减小波长变短。
(3)波从介质1进入介质2时，其入射角i，折射角r与波在两种介质中的波长λ1、λ2满足什么关系？
(1)一切波都能发生折射现象。(　　)
(2)发生折射时，波的传播方向一定会发生改变。(　　)
(3)波发生折射时，波长、频率和波速都会发生变化。(　　)
×
√
×
3.一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2 m。当该声波从介质Ⅰ中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若介质Ⅰ中的声速是340 m/s。
(1)求该声波在介质Ⅱ中传播时的频率。
(2)求该声波在介质Ⅱ中传播的速度大小。
答案　 (1) 1 700 Hz　 (2) 1 020 m/s
波的反射和折射
波的描述
波的折射
波的反射
波面
波线
波的传播方向，垂直于波面。
球面波
平面波
在界面反回原来介质传播
反射定律
三线共面，两线分侧。
两角相等
在界面进入另一介质传播
＝
频率不变，波速变化则波长变化