第三节 机械波的反射和折射（教学课件）物理沪科版2020选择性必修第一册

第三章 机械波 3.3 机械波的反射和折射 了解波的反射和折射现象. 【学习目标】 导入新课 我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时会发生反射。对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，就是声波在峭壁上反射的结果。生活中，你是否注意过水波的反射？波的反射应该遵从什么规律？ 一、波的反射 1.反射现象：波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象. 2.反射规律：反射线、法线与入射线在同一　　内，反射线与入射线分居　　两侧，反射角　　入射角. 3.波在反射过程中波长λ、频率f、波速v都跟入射波 相同. 4.波遇到两种介质界面时，总存在反射. 平面 法线 等于 二、波的折射 1.波的折射：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生　　. 2.水波的折射：水波在　　不同的水域传播时，在交界面处发生　　. 3.波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同。 4.在波的折射中的规律： ①折射波与入射波的频率相同 ②折射波和入射波的波速和波长不同 折射 深度 折射 波的反射和折射对比 1.波的反射遵从反射定律，即入射线、反射线及法线位于同一平面内，入射线、反射线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角. 2.波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的. 3.波速是由介质决定的，波反射时是在同一介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变. 4.波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝ 可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝ 可知波长变大，反之变小. 例1　图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则 A.2与1的波长、频率相等，波速不等 B.2与1的波速、频率相等，波长不等 C.3与1的波速、频率、波长均相等 D.3与1的频率相等，波速、波长均不等 √ 解析　波线1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，故A、B错； 波线1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝ 得波长不同，故C错，D对. 例2　某测量员利用回声测距，他站在两平行竖直墙壁间某一位置鸣枪，经过1 s第一次听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两墙壁间的距离为多少？ 答案　425 m 解析　设两墙壁间的距离为s，测量员离较近的墙壁的距离为x，则他离较远的墙壁的距离为s－x， 第一次听到回声时，2x＝vt1 第二次听到回声时，2(s－x)＝v(t1＋Δt) 其中Δt＝0.5 s，t1＝1 s，代入数据解得：s＝425 m. 回声测距的三种情况 1.当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下用的时间相等，设经时间t听到回声，则声源到障碍物的距离为s＝v声· . 2.当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声＋v)· . 总结提升 3.当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声－v)· . SUITANGYANLIAN　 ZHUDIANLUOSHI 课堂练习 1.(波的反射与折射)下列说法正确的是 A.波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短 B.波发生反射时，频率、波长、波速均发生变化 C.波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D.波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 1 2 3 解析　波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率都不发生变化；波发生折射时，频率不变，波长和波速均发生变化，故C正确，A、B、D错误. √ 2.以下关于波的衍射的说法正确的是(　　) A.波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象 B.当障碍物的尺寸比波长大得多时,衍射现象很明显 C.当孔的大小比波长小时,衍射现象很明显 D.只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时,才会发生明显的衍射现象 解析:凡是波都能发生衍射现象,不过有时衍射现象明显,有时衍射现象不明显。只有当缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时,才能发生明显的衍射现象。 C 3.对于波长为100 m的声波,下列说法正确的是(　　) A.在同一介质中,比波长为20 m的声波传播快 B.在空气中的频率比在水中大 C.声波能发生折射,但折射后频率发生变化 D.声波能发生反射,但反射后波速不变 解析:机械波的传播速度由介质决定,波的频率由波源决定,与介质无关,所以折射后,波进入另一种介质,