第3章 第2节 波的反射和折射-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019）

第2节　波的反射和折射 【核心素养目标】 物理观念 初步形成波的反射和波的折射的概念。 科学思维 理解波的反射定律和折射规律。 科学探究 探究波的反射和折射规律。 科学态度与责任 养成观察、探究、归纳的良好习惯，培养学习物理的兴趣。 一、波的反射 1．波面和波线 (1)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，称为波阵面或波面。 如图甲、乙所示，波面是球面的波称为球面波，波面是平面的波称为平面波。 (2)波线：用来表示波的传播方向的线称为波线，波线与各个波面总是垂直的。 2．波的反射 (1)波的反射现象 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称为波的反射，回声就是声波的反射现象。 (2)波的反射定律 ①入射角与反射角 如图所示，入射波的波线与反射面法线的夹角称为入射角，反射波的波线与反射面法线的夹角称为反射角。 ②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。 二、波的折射 1．波的折射现象 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，称为波的折射。 2．波的折射定律 (1)入射角与折射角 如图所示，入射波的波线与法线的夹角称为入射角，用i表示；折射波的波线与法线的夹角称为折射角，用r表示。 (2)折射定律 波在介质中发生折射时，入射波线、法线、折射波线在同一平面内，入射波线与折射波线分别位于法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于波在介质Ⅰ中的传播速度跟波在介质Ⅱ中的传播速度之比，即＝。 1．判断正误 (1)发生波的反射现象时，波又回到了同种介质。 (　　) (2)发生波的折射现象时，波进入了另一种介质。 (　　) (3)发生波的折射现象时，不会同时发生波的反射现象。(　　) (4)在空旷的房间里往往听不清对方说的话，这是墙壁对声音多次反射的结果。(　　) (5)潜水员能听到岸上人的喊声，是声波反射的结果。(　　) (6)潜水员能听到岸上人的喊声，是声波折射的结果。(　　) 答案：　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√ 2．链接实景 (1)图甲所示，我们在山中对着山谷大声喊出“你好……”时会听到“连绵不断”的“你好……”的回声；这属于波的什么现象？ (2)图乙所示，我们对着家中的鱼缸大喊时会看见鱼缸中的鱼儿的游泳状态发生突然变化，好像听到了我们的喊声。这属于波的什么现象？ (3)图丙所示为人们常说的“隔墙有耳”，这属于波的什么现象？ 提示：　(1)属于声波的反射现象。 (2)属于声波的折射现象。 (3)属于声波的衍射现象。 知识点一　波的反射及应用 1．波在同一种均匀的介质中是沿直线匀速传播的，遇到障碍物发生反射现象时，反射波的传播遵守反射定律，且波速、波长、频率均不变。 2．回声测距 (1)当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被反射回来继续传播，由于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。设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为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＝。 (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＝。 3．超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波。超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来。蝙蝠、海豚就是根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向。 一、对波反射现象的理解 下列关于波的反射的说法正确的是(　　) A．反射波面与法线的夹角为反射角 B．入射波线与界面的夹角为入射角 C．入射波线与法线的夹角为入射角 D．在波的反射中，入射角等于反射角 C　[入射波线与法线的夹角为入射角，而反射波线与法线的夹角为反射角；在波的反射中，不能说入射角等于反射角，只能说反射角等于入射角，故C正确，A、B、D错误。] 二、波的反射的应用 有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？(v声＝340 m/s) 解析：　画出汽车与声音运动过程示意图如图所示，设汽车由A到C位移为x1，C到山崖B距离为x2，设汽车鸣笛到司机听到回声时间为t，则t＝2 s 则：＝＝t 解得x2＝＝ ＝ m＝325 m。 答案：　325 m 声波反射的应用技巧 (1)利用反射定律解决实际问题，主要是利用声波的直线传播及其反射特点，考查直线运动规律的应用。 (2)利用声波的反射测量距离，速度是此类问题的重点，应利用声波的直线传播和反射定律作出声波传播