2.2 波的反射和折射 课件 (3)

课件34张PPT。第2节　波的反射和折射1．知道波面、波线的定义．
2．理解惠更斯原理．
3．能用惠更斯原理解释波的反射．
4．能用惠更斯原理解释波的折射. 一、波面和波线
?概念
(1)波面：在波的传播过程中，任一时刻 都相同的介质质点所组成的面．
(2)波线：与波面 指向 的直线．振动状态垂直波传播方向?波的分类
(1)球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以 为球心的一个个 ，波线就是这些 的 ．如空气中的声波．
(2)平面波：波面是 的波，如水波．波源球面球面半径平面图2－2－1
提醒　波线与波面一定垂直，球面波与平面波的形状分别如图2－2－1所示．二、惠更斯原理
?原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的 ，其后任意时刻，这些子波在波前进方向上的 就是新的波面．波源包络面? 用惠更斯原理解释波的传播
如果知道某时刻一列波的某个 的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个 的位置．如在Δt时间内，子波传播的距离为r＝vΔt，而子波形成的新的波面相对于原波面传播的距离x＝vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离．如图2－2－2所示．波面波面图2－2－2三、波的反射(如图2－2－3所示)
?反射现象：波遇到介质界面会 继续传播的现象．图2－2－3返回来 ? 反射规律
(1)入射角：入射波的 与界面 的夹角．
(2)反射角：反射波的 与界面 的夹角．
(3)反射规律：入射波线、法线和反射波线在 ，入射波线和反射波线分居在 两则，反射角 入射角．波线法线波线法线同一平面内法线等于
提醒　(1)反射波的波长、频率、波速跟入射波的相同．
(2)回声就是声波的反射，人耳能将原声和回声区分开的最小时间间隔为0.1 s.四、波的折射(如图2－2－4所示)
? 定义：波从一种介质 另一种介质时，波的 发生改变的现象．
? 折射角(γ)：折射波的 与两介质界面 的夹角γ叫做折射角．图2－2－4射入传播方向波线法线同一平面 法线 传播 传播速度 介质 介质 提醒　(1)在波的折射中，波的频率不改变，但由于介质变，波速变，所以波长也变．
(2)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波速不同．
超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来．蝙蝠、海豚就是根据接收到反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向．二、波的反射、折射现象中各量的变化
? 频率(f)由波源决定：故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．
?波速(v)由介质决定：故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．据v＝λf知，波长λ与波速和频率有关：反射波与入射波，频率同．波速同，故波长相同，折射波与入射波在不同介质中传播，频率同，波速不同，故波长不同．具体见下表所示.波的反射的应用图2－2－5 答案　C
借题发挥　(1)利用反射定律解决实际问题，主要是利用声波的直线传播及其反射特点，考查匀速直线运动规律的应用．
(2)利用声波的反射测量距离、速度是此类问题的重点，应利用声波的直线传播和反射定律作出声波传播的示意图，再结合几何关系求解．
【变式1】 某测量员是这样利用回声测距离的：他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00 s第一次听到回声，又经过0.50 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两峭壁间的距离为________．答案　425 m【典例2】 如图2－2－6所示是声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况，由图判断下列说法正确的是
(　　)．波的折射的应用 图2－2－6 答案　A
【变式2】 一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则 (　　)．
A．声波频率不变，波长变小
B．声波频率不变，波长变大
C．声波频率变小，波长变大
D．声波频率变大，波长不变
解析　该题考查波在发生折射时，波速、波长、频率是否变化的问题．由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变，故C、D错．又因波在水中速度较大，由公式v＝λf可得，波在水中的波长变大，故A错、B正确．
答案　B
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，司机听到回声时汽车距山崖的距离多远？(v声＝340 m/s)波的反射的应用解析　若汽车静止问题就简单了，现汽车运动，声音传播，如右图所示为汽车与声波的运动过程示意图． 答案　325 m
2．某列波以60°的入射角从甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射，若反射线与折射线成90°角，波在乙介质中的波速为1.2×105 km/s，求波在甲介质中的速度是多少？波的折射的应用答案　2.1×105 km/s