第三章 4 波的反射与折射-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案word（教科版2019）

4．波的反射与折射 1．认识波的反射现象，了解波面、波线，知道波的反射规律。2.认识波的折射现象，会根据波的传播特点分析波的折射规律。 一　波的反射现象 1．波的反射：波在传播过程中，遇到两种介质的界面时返回到原介质继续传播的现象。 2．波面和波线：波传播过程中，相位相同的点组成的面，称为波阵面，简称“波面”。波的传播方向与波面垂直，用“波线”表示波的传播方向，它相当于光学中的“光线”。 3．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的两侧；反射角等于入射角。 二　波的折射现象 1．波的折射：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。 2．波的折射中，波的频率保持不变，波速和波长发生改变。 判一判 (1)波向前传播，在两介质的界面上可能同时发生反射和折射。(　　) (2)水波的反射遵从反射定律。(　　) (3)波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化。(　　) 提示：(1)√　(2)√　(3)× 探究　波的反射现象和折射现象 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如图甲是水波槽中的直线形水波遇到直线界面发生反射的现象。图中带箭头的射线分别代表水波的入射方向(入射波线)和反射方向(反射波线)，虚线是垂直直线界面的法线，它们之间有什么关系？ 提示：反射波线、法线与入射波线在同一平面内，反射波线与入射波线分居于法线两侧，反射角(反射波线与法线的夹角)等于入射角(入射波线与法线的夹角)。 活动2：水波发生反射时，频率和波长改变吗？ 提示：水波发生反射时，介质中各质点均在波源的带动下做受迫振动，介质中各质点的频率均等于波源的频率，故水波发生反射时，频率不变；而同一介质中波速不变，根据λ＝，波长也不变。 活动3：如图乙所示，水波从深水区进入浅水区波长发生变化，因此我们视深水区和浅水区为不同的传播介质。使水波斜向传播到深水区和浅水区的分界面上会有什么发现？ 提示：水波的传播方向在交界面处发生偏折。 活动4：上述现象叫作波的折射。图乙中水波发生折射时，频率和波速改变吗？ 提示：波的频率由波源决定(受迫振动)，故水波发生折射时，频率不变；波速由介质的性质决定，故水波发生折射时，波速改变。 1．波面和波线 (1)水波的波纹，实际是水波传播过程中，相位相同的点组成的面，称为波阵面，简称“波面”。 (2)波的传播方向与波面垂直，用“波线”表示波的传播方向，它相当于光学中的“光线”。 注：与光线类似，波线也是一种物理模型，是为了研究问题方便而提出的，实际并不存在。 2．波的反射 (1)波的反射是指波遇到了障碍物就会返回来继续传播，因此波的传播方向发生了变化。反射波与入射波在同一介质中传播，介质决定了波速，因此波速不变。波的频率是由波源决定的，因此波的频率也不改变，根据公式λ＝，可知波长也不改变。 (2)波的反射遵从反射定律 反射波线、法线与入射波线在同一平面内，反射波线与入射波线分居法线两侧，反射角等于入射角。 3．波的折射 与光的折射类似，波在折射时传播方向一般发生变化。由于入射波与折射波在两种不同的介质中传播，因此波速会发生变化。波的频率由波源决定，即频率不变，由公式λ＝，可知波长发生变化。 例　图中1、2、3分别代表入射线、反射线、折射线，则(　　) A．2与1对应的波的波长、频率相等，波速不等 B．2与1对应的波的波速、频率相等，波长不等 C．3与1对应的波的波速、频率、波长均相等 D．3与1对应的波的频率相等，波速、波长均不等 (1)波发生反射和折射时，频率是否变化？为什么？ 提示：不变。波的频率f由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波的频率都与入射波的频率相同，即与波源的振动频率相同。 (2)波发生反射和折射时，波速是否发生变化？为什么？ 提示：反射波的波速不变，折射波的波速发生变化。波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波发生反射时，波速不变；而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波发生折射时，波速发生变化。 [规范解答]　1、2对应的波都在介质a中传播，故1、2对应的波的频率、波速、波长均相等，A、B错误；1、3对应的波是在两种不同的介质中传播，波速不同，但波源相同，因而频率相同，由λ＝得波长不同，故C错误，D正确。 [答案]　D 规律点拨 波的反射和折射的比较 现象 比较项 波的反射 波的折射 传播方向 改变，θ反＝θ入 改变，θ折≠θ入(非垂直入射) 频率f 不变 不变 波速v 不变 改变 波长λ 不变 改变 [变式训练] (多选)关于波的反射和折射，下列说法正确的是(　　) A．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的反射现象 B．地震波在向上传播的过