第3章 第4节 波的反射与折射（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

第4节　波的反射与折射 核心素养导学 物理观念 (1)知道波面、波线的概念。 (2)认识波的反射及折射现象，知道法线、入射角、反射角、折射角的含义。 科学思维 理解反射和折射定律或利用折射定律解释相关现象和计算有关问题。 科学探究 通过实验，认识波的反射和折射现象。 科学态度与责任 通过波的反射和折射的应用，体会物理知识在生产生活中的重要性，有较强的学习和研究物理的兴趣。 一、波的反射现象 1．定义：波在传播的过程中，遇到两种介质的界面时_____到原介质继续传播的现象。 2．波的反射遵循反射定律：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___________，反射波线与入射波线位于法线的_____；反射角_____入射角。 二、波的折射现象 定义：波在传播过程中，从一种介质_____另一种介质时，波_____的 方向发生偏折的现象。如图所示。 返回 同一平面内 两侧 等于 进入 传播 提示：声波从空气中进入水中时，传播方向会发生偏折，属于声波的折射现象。 新知学习(一)|波的反射问题 [任务驱动] 蝙蝠的视觉很不发达，而它却可以在夜间准确而敏捷地捕捉飞 虫和躲避障碍物，能做圆形转弯、急刹车和快速变换飞行速度等多 种“特技飞行”。请问： (1)蝙蝠在夜间飞行是靠什么器官来导航的？ (2)蝙蝠利用了声波的什么现象？ 提示：(1)靠耳朵和发音器官来进行导航的。 (2)反射现象。　　　　 [典例体验] [典例]　(2022·厦门高二检测)随着我国经济的快速增长，旅游业迅速发展，其中回归大自然的滨海游、生态游等休闲度假游，备受人们的喜爱。如图所示，一艘小船以4 m/s 的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛， 旅客在3 s后听到前方悬崖反射回来的声音，则悬崖离小船原来位 置的距离为(已知声速为340 m/s) (　 ) A．258 m B．340 m C．516 m D．680 m [答案]　C /方法技巧/ 求解回声测距问题的技巧 (1)求解反射波的波速是解题的基础。若入射波和反射波在同一种均匀介质中传播，则反射波的波速与入射波相同。 (2)正确画出声波及物体运动过程的几何关系图是解题的突破口。 (3)由s＝vt求得声波及物体运动的距离并列出几何关系方程是解题的关键。 [针对训练] 1．(多选)下列现象中属于声波反射现象的是 (　 ) A．用声呐勘测海底地质地貌 B．音响设备制作时要考虑混响效应 C．夏日的雷声有时轰鸣不绝 D．在水里的人能听到岸上的声音 解析：D选项是波的折射现象。A、B、C选项是属于声波反射现象。 答案：ABC 2．医用B超仪发出的超声波频率为7.25×104 Hz，这种超声波在 人体内传播的波长为2 cm，在给某患者的肝脏病变部分进行 检测时(如图)，从探头发出的同一超声脉冲波经病变部分反 射回到探头有两个信号，相隔时间为Δt＝32 μs，试计算患者病变部分的厚度。 答案：2.32 cm 新知学习(二)|波的折射问题 [重点释解] 1．波的反射与折射的比较 波在两介质的界面上发生反射和折射现象时，一些物理量相应发生了变化，比较如下： 　现象 比较项目　　　 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 2．关于频率和波速的三点说明 (1)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(波源的振动频率)相同。 (2)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。 (3)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。折射波与入射波在不同介质中传播，f相同，v不同，故λ不同。 [典例体验] [典例]　如图所示，某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介 质的界面上同时产生反射和折射，若反射波的波线与折射波的波线 的夹角为90°，此波在乙介质中的波速为1.2×105 km/s。 (1)该波的折射角为多少？ (2)该波在甲介质中的传播速度为多少？ (3)该波在两种介质中的波长比为多少？ [针对训练] 1．(多选)如图所示，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、波速都相等 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 答案：AD 2．如图，a、b、c分别为入射波、反射波、