第2节 波的反射和折射

第2节波的反射和折射一、波的反射1．填一填(1)波面、波线

①波面：从波源发出的波经过相同

到达的各点所组成的面，如图所示。

②波线：用来表示波的传播方向的线，波线与各个波面总是

的。传播时间垂直(2)波的分类①球面波：波面是

的波。如空气中的声波。②平面波：波面是

的波。如水波。(3)波的反射①波的反射：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。②入射角：入射波的

与反射面

的夹角，如图中i。③反射角：反射波的

与反射面

的夹角，如图中i′。球面平面波线法线波线法线

④波的反射遵循反射定律：反射波的波线、入射波的波线和法线在

，反射波的波线和入射波的波线分别位于法线

，反射角

_____入射角。2．判一判(1)从同一波源发出的波形成的波面一定是平面。

()(2)波线与波面总是垂直的。

()(3)波发生反射时，反射角等于入射角。

()同一平面内两侧等于×√√3．想一想人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力？提示：在耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵的接收能力。进入传播(3)惠更斯原理

①内容：介质中波面上的每一个点，都可视为一个新的

，这些新波源发出子波，经过一定时间后，这些子波的

就构成下一时刻的波面。

②应用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而可确定波的前进方向。2．判一判(1)波从一种介质进入另一种介质时传播速度不变。

()(2)波发生折射时，入射角增大，折射角也一定增大。

()(3)根据惠更斯原理，可以根据初级波的特点判断出子波的特点。

()波源包络面×√√3．选一选一列声波从空气传入水中，已知水中声波的速度较大，则

(

)A．声波频率不变，波长变小B．声波频率不变，波长变大C．声波频率变小，波长变大D．声波频率变大，波长不变解析：由于波的频率由波源决定，因此声波无论在空气中还是在水中传播，频率都不变，C、D错误；又因声波在水中速度较大，由公式v＝λf可得，在水中的波长变大，A错误，B正确。答案：B探究(一)

波的反射及应用[问题驱动]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)不是靠眼睛看的，而是靠耳朵和发音器官来进行导航的。(2)反射现象。

2．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。

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，一艘汽船以4m/s的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在3s后听到前方悬崖反射回来的声音，则悬崖离汽船原来位置的距离为(已知声速为340m/s) (

)A．258m

B．340mC．516m D．680m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。[素养训练]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7.25×104Hz，这种超声波在人体内传播的波长为2cm，在给某患者的肝脏病变部分进行检测时，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＝32μs，试计算患者病变部分的大小。探究(二)

波的折射问题[重难释解]1．波的反射和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：

波现象比较项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．关于波速、频率的两点说明(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即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。

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1.2×105km/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？[素养训练]1.如图所示，图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波，则

(

)A．2与1的波长、频率相等，波速不同B．2与1的波速、频率相等，波长不同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、波长均不同2. 如图，a、b、c分别为入射波、反射波、折射波，已知入射波波速v＝10m/s，入射角θ1为30°，反射波线与折射波线相垂直，求折射波的速度。一、培养创新意识和创新思维1．(选自沪科版新教材“实验探究”)观察波的反射现象如图所示，在矩形水槽的一端放置一窄条形的平板状振动发生器。平板上装有小电动机，电动机的轴上装有偏心轮。当电动机转动后，便带动振动器在竖直方向振动，于是在水槽中便激发出水波。当水波碰到挡板时，便发生反射。观察反射波的传播情况，并与入射波进行比较。请根据上图分析，入射到挡板上的水波的方向跟反射的水波的方向有什么关系？提示：相同。2．(选自沪科版新教材“实验探究”)观察波的折射现象如图所示，在矩形的水槽底部一半区域内垫一块厚度均匀的玻璃板，形成深水区和浅水区。利用振动发生器激起水波，当水波从深水区传播到浅水区时，可以观察到如图所示的折射图样。二、注重学以致用和思维建模1．(多选)以下关于波的认识正确的是

(

)A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的折射D．水