3.4 波的反射与折射（wrord教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册（教科版）

4　波的反射与折射 学习目标 素养提炼 1.认识波的反射和折射现象，知道波的反射和折射规律。 2．知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射，理解反射定律和折射定律的内容及其特点。 物理观念：波的反射、波的折射 科学思维：反射和折射规律 科学探究：水波的反射、折射现象 一、波的反射现象 1．定义 波在传播的过程中，遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象叫作波的反射。 2．波的反射定律 机械波在两种介质的界面处要发生反射，反射波线与入射波线、法线位于同一平面内，反射波线与入射波线位于法线两侧，反射角等于入射角；反射波线的波长、频率和波速都与入射波线相同。 [思考] 我们通常都有这样的体会，在空房间里讲话要比在普通房间里感觉声音响，这是为什么？ 提示：人说话时发出声波，声波在空房间里遇到墙壁、地面、天花板等障碍物发生反射时，由于很近，回声和原声几乎同时到达人耳，而人耳只能区分开相差0.1 s 以上的两个声音，所以人在空房间里讲话，会感到声音比在普通房间里更响，而普通房间里的帐幔、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的音响效果。 二、波的折射现象 1．定义 波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折的现象叫作波的折射。 2．波的折射特点 在折射中，波的频率保持不变，波速和波长都会发生变化，根据λ＝，当波进入新的介质后，若波速增大，则波长变大；若波速减小，则波长减小。 [判断正误] (1)入射波的波线与界面的夹角叫入射角。(×) (2)反射波的频率、波速与入射波相同。(√) (3)折射波的频率、波速与入射波相同。(×) (4)发生波的折射时，折射角的大小一定和入射角成正比。(×) 要点　波的反射、折射现象中各量的变化 [情景探究]　仔细观察如图所示的水波现象，甲和乙分别表示什么？这两种现象中的不变量和变量分别是什么？ 提示：甲是波的反射，波速、频率和波长都不变；乙图是波的折射现象，频率不变，波速和波长发生改变。 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，即与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．波长λ与波速v和频率f有关：据v＝λf知，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。如表所示。 波现象 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 4.折射率与折射定律 波从一种介质进入另一种介质时，在第一种介质中的传播方向(波线方向)与法线间的夹角叫入射角(记为θ1)，波进入第二种介质后，传播方向(波线方向)与法线的夹角叫作折射角(记为θ2)。n12＝。即为折射定律，其中n12是一个只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数，叫作第二种介质对第一种介质的折射率，记作n12＝＝ [典例]　如图所示为一束平面波从介质1进入另一种介质2的情形，则波从介质1进入介质2时波速将________(选填“增大”或“减小”)，其入射角和折射角的正弦之比为________。 [解析]　由公式可知，当v1＞v2时，i＞r，即折射角折向法线，折射角小于入射角；＝ 当v1＜v2时，i＜r，即折射角折离法线，折射角大于入射角。 。＝＝＝ 由＜1，所以v1＜v2。＝可知＝ [答案]　增大　 [规律总结] 处理波的折射问题的三点技巧 (1)弄清折射现象发生的条件：当波从一种介质斜射入另一种介质时，波才发生折射现象。(当波垂直入射时不发生折射现象) (2)抓住入射波与折射波的区别与联系：波的频率相同、波速不同、波长不同。 (3)计算时，注意公式“)解决有关波长的问题。＝”中角度与速度的对应；另外，可结合v＝λf及频率不变的特点，将公式转化为波长与角度的关系(＝ 针对训练 1．甲、乙两人平行站在一堵墙前面，两人相距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＝＝2t。＝。甲、乙两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，由几何关系得：AC＝CB＝2a，故第二声枪响传到乙的耳中的时间为t′＝ 答案：C 2．(多选)以下关于波的认识，正确的是(　　) A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊吸波材料，是为了减少波的反射，从