3.2 波的反射和折射（word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（鲁科版）

第2节　波的反射和折射 学习目标 素养提炼 1.认识波的反射和折射现象。 2.知道波的反射定律和折射规律。 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：波的反射、折射 授课提示：对应学生用书第53页 一、波的反射 1．波阵面或波面：从波源发出的波经过相同传播时间到达的各点所组成的面。 2．波的反射：波从一种介质传播到另一种介质表面时，返回原来介质传播的现象。 3．反射定律：反射波的波线、入射波的波线和法线在同一平面内，反射波的波线和入射波的波线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。 [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 1．定义：波在传播过程中，由一种介质进入另一种介质时传播方向发生偏折的现象。 2．入射角和折射角与波速的关系： 式中，v1和v2分别是波在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的波速。＝ [判断正误] (1)波的折射现象在同一种介质中也能发生。(×) (2)水波的折射和光一样，遵循折射定律。(√) (3)反射角大于入射角。(×) 授课提示：对应学生用书第54页 要点一　波的反射的理解 　夏天的雨季，大雨来临前一道闪电过后，接着我们会听到一阵“轰轰隆隆”的雷鸣，说一说这种雷声是怎样形成的？ 提示：云层积累的大量电荷放电，形成闪电，同时发出巨大声音，雷声在不同云层之间反复反射，所以较长时间内听到“轰轰隆隆”的声音。 1．波在同一均匀介质中传播可以看成匀速直线运动，其规律可以利用匀速直线运动的规律进行分析。 2．反射波的波长、频率、波速跟入射波的相同。 3．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，即波源的振动频率相同。 4．波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化。 5．据v＝λf知，波长λ与v及f有关，即与介质及波源有关，反射波与入射波在同一介质中传播，频率相同，故波长相同。 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(　　)　甲、乙两人平行站在一堵墙前面，两人相距2a，距离墙均为 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 1．人耳只能区分相差0.1 s以上的两个声音，人要能听到自己讲话的回声，离障碍物的距离至少要大于(　　) A．34 m B．17 m C．100 m D．170 m 解析：声波在空气中传播的速度约为340 m/s，因此2s＝vt，s＝＝17 m，B正确。 答案：B 2．利用从海底反射的回声测量海水的深度，若声波在海水中的传播速度为1 500 m/s，要使回声测深器在测量大于30 m深度时，误差不超过5%，则在测定信号发出及返回的时刻时，精确度至少应达到(　　) A．0.01 s B．0.05 s C．0.001 s D．0.005 s 解析：设声波在海水中往返一次的时间为Δt，则海水深度为 s＝0.002 s，所以在测定信号发出及返回的时刻时，精确度至少应达到0.002 s，在四个选项中小于0.002 s的只有C，故选C。。现要测量大于30 m深度时，误差不超过5%，则时间的测量值Δt的误差应小于 答案：C 要点二　波的折射规律的理解 　仔细观察如图所示的水波现象，甲和乙分别表示什么？这两种现象中不变量和变量分别是什么？ 甲 乙 提示：甲是波的反射现象，波速、频率和波长都不变；乙图是波的折射现象，频率不变，波速和波长都发生改变。 1．折射的原因：波在两种介质中的传播速度不同。 2．由于波在一种介质中的波速是一定的，所以。是一个只与两种介质的性质有关，与入射角、折射角均无关的常数，叫作第二种介质相对第一种介质的折射率，所以n21＝ 3．当v1>v2时，i>r，折射波的波线靠近法线；当v1<v2时，i<r，折射波的波线远离法线。 　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]　<1，所以v1<v2。＝