内容正文:
第4节 波的反射与折射
第三章 机械波
1
回声定位
隐形飞机
蝙蝠常在夜间活动,它如何确定障碍物的位置呢?
隐形飞机是真的可以变得透明吗?
一:波的反射现象
固定绳的一端,用手握住绳的另一端,手向左抖动一次,能看见什么现象?
一个向左凸起的形状沿绳向另一端传去,当波遇到固定端时反射回来。
1.我们在实验中看到的波纹是什么?
波纹实际是水波传播过程中,相位相同的点组成的面,简称波面
2.视频中水波为什么能形成同心圆
波的传播方向与波面垂直,我们用波线表示波的传播方向,它相当于光学中的光线
1.波的反射:波在传播过程中,遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象。
法线
界面
入射角(i):入射线与法线的夹角
反射角(i′):反射线与法线的夹角
用一条射线代表入射波的入射方向(入射线)
用另一条射线代表反射波的反射方向(反射线)
2.入射角(i)和反射角(i′):
①反射波的频率、波速和波长都不变。
②波遇到两种介质界面时,总存在反射。
注意:
3.反射规律:
①入射线、法线、反射线在同一平面内
②入射线与反射线分居法线两侧
③反射角等于入射角
1.回声是声波的反射现象
对着山崖或高墙说话时,声波传到山崖或高墙时,声波会被反射回来继续传播。
2.夏日雷声轰鸣不绝
雷声发出的声波在云层间多次反射,会导致雷声轰鸣不绝。
二:波的折射现象
波遇到两种介质的界面时仅仅会发生反射吗?
可以观察到什么现象?
水波从深水到浅水间距越来越小
水波在传播过程中频率不变,那是什么因素导致这种现象产生?
水波从深水到浅水中传递虽然频率不变,但是波速v在减小,根据公式v=fλ可知波长在减小
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,波的传播方向发生偏折的现象。
2.入射角(i)和折射角(r):
(2)折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角。
(1)入射波的波线与平面法线的夹角i叫作入射角。
入射线、法线、折射线在同一平面内,入射线和折射线分居法线两侧;折射角一般不等于入射角。
1
先判断入射介质和折射介质中的波速大小。
2
若折射后波速变小,折射线向法线偏折。
3
若折射后波速变大,折射线偏离法线。
频率不变时,波速变小则波长变短,波线向法线偏;波速变大则波长变长,波线离法线偏。
3.折射方向与波速的关系:
4.理解:
(1)折射的原因:是波在不同介质中的速度不同。
(2)传播速度减小时,折射线折向法线。
(3)传播速度增大时,折射线折离法线。
(4)当垂直界面入射时,传播方向不改变。
(5)折射时,波的频率不变,波速和波长都发生改变。
反射波
同一介质
f不变,v不变,λ不变
折射波
不同介质
f不变,v改变,λ改变
判断依据
波源决定f
介质决定v
反射主要改变方向;折射既改变方向,也通常改变波速和波长。
波的反射与折射
波的反射现象
反射角等于入射角
f、v、λ不变
波的折射现象
传播方向偏折
f不变,v和λ通常改变
1.当一个探险者进入一个山谷后,为了估测出山谷的宽度,他吼一声后,经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音,又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音。若声速为340 m/s,则这个山谷的宽度约为( )
A.170 m B.340 m C.425 m D.680 m
C
2. 如图所示,1、2、3 分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则下列说法正确的是( )
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
D
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
D
Lavf58.29.100
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