波的反射与折射 同步课件(鲁科版选修3-4)

1、自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析第第2节波的反射和折射节波的反射和折射自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析1知道波面、波线的定义知道波面、波线的定义2理解惠更斯原理理解惠更斯原理3能用惠更斯原理解释波的反射能用惠更斯原理解释波的反射4能用惠更斯原理解释波的折射能用惠更斯原理解释波的折射. 自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析一、波面和波线一、波面和波线概念概念(1)波面：波面：在波的传播过程中，任一时刻在波的传播过程中，任一时刻 都相都相同的介质质点所组成的面同的介质质点所组成的面(

2、2)波线：波线：与波面与波面 指向指向 的直线的直线振动状态振动状态垂直垂直波传播方向波传播方向自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析波的分类波的分类(1)球面波：球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以由空间一点发出的波，它的波面是以 为为球心的一个个球心的一个个 ，波线就是这些，波线就是这些 的的 如空如空气中的声波气中的声波(2)平面波：平面波：波面是波面是 的波，如水波的波，如水波波源波源球面球面球面球面半径半径平面平面图图221自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析提醒提醒波线与波面一定垂直，球面波与平面波的形状分别

3、如波线与波面一定垂直，球面波与平面波的形状分别如图图221所示所示自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析二、惠更斯原理二、惠更斯原理原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的 ，其后任意时刻，这些子波在波前进方向上的，其后任意时刻，这些子波在波前进方向上的 就是新的波面就是新的波面波源波源包络面包络面自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析 用惠更斯原理解释波的传播用惠更斯原理解释波的传播如果知道某时刻一列波的某个如果知道某时刻一列波的某个 的位置，还知道波速，的位置，还

4、知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个 的位置如的位置如在在t时间内，子波传播的距离为时间内，子波传播的距离为rvt，而子波形成的新，而子波形成的新的波面相对于原波面传播的距离的波面相对于原波面传播的距离xvt，表示波向前传播，表示波向前传播了了vt的距离如图的距离如图222所示所示波面波面波面波面自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析图图222自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析三、波的反射三、波的反射(如图如图223所示所示)反射现象：反射现象：波遇到介质波遇到介质界面会界面会 继

5、续传继续传播的现象播的现象图图223返回来返回来 自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析 反射规律反射规律(1)入射角：入射角：入射波的入射波的 与界面与界面 的夹角的夹角(2)反射角：反射角：反射波的反射波的 与界面与界面 的夹角的夹角(3)反射规律：反射规律：入射波线、法线和反射波线在入射波线、法线和反射波线在 ，入射波线和反射波线分居在入射波线和反射波线分居在 两则，反射角两则，反射角 入射角入射角波线波线法线法线波线波线法线法线同一平面内同一平面内法线法线等于等于自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析提醒提醒(1)反射

6、波的波长、频率、波速跟入射波的相同反射波的波长、频率、波速跟入射波的相同(2)回声就是声波的反射，人耳能将原声和回声区分开的最小回声就是声波的反射，人耳能将原声和回声区分开的最小时间间隔为时间间隔为0.1 s.自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析四、波的折射四、波的折射(如图如图224所示所示) ) 定义：定义：波从一种介质波从一种介质 另一另一种介质时，波的种介质时，波的 发生发生改变的现象改变的现象 折射角折射角()：折射波的：折射波的 与两与两介质界面介质界面 的夹角的夹角叫做折射叫做折射角角图图224射入射入传播方向传播方向波线波线法线法线自主学习自

7、主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析同一平面同一平面 法线法线 传播传播 传播速度传播速度 自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析介质介质 介质介质 自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析提醒提醒(1)在波的折射中，波的频率不改变，但由于介质变，在波的折射中，波的频率不改变，但由于介质变，波速变，所以波长也变波速变，所以波长也变(2)波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同介质中波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同介质中波速不同波速不同自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解

8、疑分类例析分类例析自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析超声波定位超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波，超声波遇到障：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反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，接收到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从而确定飞行或游动方向自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析二、波的反射、折射现象中各量的变化二、

9、波的反射、折射现象中各量的变化频率频率(f)由波源决定：故无论是反射波还是折射波都与入射由波源决定：故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率相等，即波源的振动频率相同波的频率相等，即波源的振动频率相同波速波速(v)由介质决定由介质决定：故反射波与入射波在同一介质中传播，：故反射波与入射波在同一介质中传播，波速不变，折射波与入射波在不同介质中传播，波速变波速不变，折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化化自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析据据vf知，波长知，波长与波速和频率有关与波速和频率有关：反射波与入射波，：反射波与入射波，频率同波速同，故波长相同，折射

10、波与入射波在不同介频率同波速同，故波长相同，折射波与入射波在不同介质中传播，频率同，波速不同，故波长不同具体见下表质中传播，频率同，波速不同，故波长不同具体见下表所示所示.波现象波现象比较项比较项波的反射波的反射波的折射波的折射传播方向传播方向改变改变反反入入改变改变折折入入频率频率f不变不变不变不变波速波速v不变不变改变改变波长波长不变不变改变改变自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析波的反射的应用波的反射的应用图图225 自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析答案答案C自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解

11、疑分类例析分类例析借题发挥借题发挥(1)利用反射定律解决实际问题，主要是利用声波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，考查匀速直线运动规律的应用的直线传播及其反射特点，考查匀速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的示意图，再结用声波的直线传播和反射定律作出声波传播的示意图，再结合几何关系求解合几何关系求解自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析【变式变式1】 某测量员是这样利用回声测距离的：他站在两平某测量员是这

12、样利用回声测距离的：他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00 s第一次听到回声，又第一次听到回声，又经过经过0.50 s再次听到回声，已知声速为再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两峭壁，则两峭壁间的距离为间的距离为_自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析答案答案425 m自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析【典例典例2】 如图如图226所示是声所示是声波从介质波从介质进入介质进入介质的的折射情况，由图判断下列折射情况，由图判断下列说法正确的是说法正确的是 ()波的折射的应用波的折射的应用

13、 图图226 自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析答案答案A自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析【变式变式2】 一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则则()A声波频率不变，波长变小声波频率不变，波长变小B声波频率不变，波长变大声波频率不变，波长变大C声波频率变小，波长变大声波频率变小，波长变大D声波频率变大，波长不变声波频率变大，波长不变自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类

14、例析解析解析该题考查波在发生折射时，波速、波长、频率是否变该题考查波在发生折射时，波速、波长、频率是否变化的问题由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中化的问题由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变，故还是在水中频率都不变，故C、D错又因波在水中速度较错又因波在水中速度较大，由公式大，由公式vf可得，波在水中的波长变大，故可得，波在水中的波长变大，故A错、错、B正正确确答案答案B自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析1有一辆汽车以有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，司机听到回声时后司机听到回声，司机听到回声时汽车距山崖的距离多远？汽车距山崖的距离多远？(v声声340 m/s)波的反射的应用波的反射的应用自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点演练名师解疑名师解疑分类例析分类例析解析解析若汽车静止问题就简单了，若汽车静止问题就简单了，现汽车运动，声音传播，如右图现汽车运动，声音传播，如右图所示为汽车与声波的运动过程示所示为汽车与声波的运动过程示意图意图 答案答案325 m自主学习自主学习课堂对点演练课堂对点