第十二章 机械波
第四节 波的反射和折射
【学习目标】
1.知道波面和波线的概念;
2.知道惠更斯原理的内容;
3.利用惠更斯原理解释波的反射和折射。
【学习过程】
一、波面和波线
1.波面:在波的传播过程中,某一时刻介质中任何振动状态都 的点连接成的面,叫做 ,简称 。
2.波线:与波面相 的一些用箭头代表 的线,叫做波线。
二、惠更斯原理
1.原理:介质中任一波面上的各点,都可以看做 ,其后任意时刻,这些子波在波的前进方向上的 就是一个新的波面。
2.思考:如何运用惠更斯原理解释波的传播现象?(阅读课本P33)
三、波的反射
1.概念:当波遇到 而返回来传播的现象,叫做波的反射。
2.如何运用惠更斯原理解释波的反射现象
3.反射定律:
(1) , , 在同一平面内;
(2) , 分居法线两侧;
(3)反射角 入射角;
(4)反射波的波长、频率和波速都与 相同。
四、波的折射
1.概念:当波从一种介质射入另一种介质时,波的 发生改变的现象,叫做波的折射。
2.如何运用惠更斯原理解释波的折射现象
3.折射定律:
波的折射角和反射角的正弦值之比等于波在两种介质中的 之比,即 。
4.公式证明:
5.折射率:n12=
讨论:
(1)若n12>1,则V1 V2,推得:sinθ1 sinθ2,则有θ1 θ2,说明折射线将 ;
(2)若n12<1,则V1 V2,推得:sinθ1 sinθ2,则有θ1 θ2,说明折射线将 。
【限时自测】
1.在波传播过程中,任何振动相同的点都组成了一个圆或平面,我们把这些圆叫做一个个 或 ;而与波面垂直的那些线代表了波的传播方向,叫做 。
2.声波的传播速度取决于 的性质,在不同的介质里,声波的传播速度不同。
3.声波碰到障碍物时要发生反射,反射回来的声波传入耳朵,即是回声,人能区分回声的时间间隔在 以上。
4.夏天听到雷声隆隆不绝,是由于
A.声波在云层多次反射造成的
B.声波透进云层发生折射造成的
C.云层之间发生多次放电造成的
D.以上说法都不对
5.一列水波从深水区传播到浅水区时,下列说法正确的是
A.入射波的波长大于折射波的波长
B.入射波的波速大于折射波的波速
C.入射波的频率大于折射波的频率
D.入射波的入射角大于折射波的折射角
6.某测量员是这样利用回声测距离的:他站在两平行墙壁间某一位置鸣枪,经过1.0s第一次听到回声,经过0.5s再次听到回声。已知声速为340m/s,则两墙壁间的距离为 m.
7.一声波在空气中的波长为25cm,传播速度为340m/s,该声波传入另一介质中时,波长为80cm,则它在这种介质中的传播速度是多少?
8.如图所示,一列平面波朝着两种介质的界面传播,A1A2是它在介质Ⅰ中的一个波面,A1C1和A2C2是它的两条波线,其入射角为530(sin530取0.8)。C1和C2位于两种介质的界面上。B1B2是这列平面波进入介质Ⅱ后的一个波面。已知A1A2的长度为0.6m,介质Ⅰ和介质Ⅱ中的波速之比为4:3,问A1C1B1与A2C2B2的长度相差是多少?
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