,高中物理·選修3-4·魯教版,第2講 波的反射和折射,目標(biāo)定位 1.知道什么是波面和波線.2.了解惠更斯原理，會(huì)用惠更斯原理解釋波的反射與折射現(xiàn)象.3.認(rèn)識(shí)波的反射和折射現(xiàn)象，知道波的反射定律和折射定律,一、惠更斯原理 1波面：從波源發(fā)出的波，經(jīng)過 傳播時(shí)間到達(dá)的各點(diǎn)所組成的面，叫做波陣面或波面 波面為 面的波稱為球面波，波面是 面的波稱為平面波 2波線：用來表示波的傳播 的線波線與各個(gè)波面總是 的,同一,球,平,方向,垂直,3惠更斯原理：介質(zhì)中波陣面上的每一個(gè)點(diǎn)，都可以看成一個(gè)新的 ，這些新波源發(fā)出子波經(jīng)過一定時(shí)間后，這些子波的 就構(gòu)成下一時(shí)刻的波面,波源,包絡(luò)面,二、波的反射 1定義：波遇到障礙物時(shí)會(huì)返回來繼續(xù)傳播的現(xiàn)象 2入射角與反射角 波在遇到障礙物發(fā)生反射時(shí)， 波線與反射面法線的夾角叫做入射角， 波線與反射面法線的夾角叫做反射角 3反射定律：反射波線、入射波線和法線在 平面內(nèi)，反射波線和入射波線分別位于法線 側(cè)，反射角 入射角 4反射波的波長、頻率和波速都與入射波的 ,入射,反射,同一,兩,等于,相同,折射波,偏折,入射波,一、對(duì)惠更斯原理的理解 1惠更斯原理中，同一波面上的各點(diǎn)都可以看做子波的波源波源的頻率與子波波源的頻率相等 2波線的指向表示波的傳播方向 3在各向同性均勻介質(zhì)中，波線恒與波面垂直,4球面波的波線是沿半徑方向的直線，平面波的波線是垂直于波面的平行直線 5利用惠更斯原理可以解釋平面波和球面波的傳播、波的反射和折射現(xiàn)象,【例1】 關(guān)于對(duì)惠更斯原理的理解，下列說法正確的是 ( ) A同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同 B同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況可能不相同 C球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面 D無論怎樣的波，波線始終和波面垂直,解析 按照惠更斯原理：波面是由任意時(shí)刻振動(dòng)情況完全相同的點(diǎn)構(gòu)成的面，故A對(duì)，B錯(cuò)；由波面和波線的概念，不難判定C、D正確 答案 ACD,二、波在反射、折射現(xiàn)象中的波長、頻率和波速,特別提醒 (1)頻率(f)由波源決定：故無論是反射波還是折射波都與入射波的頻率相等，即與波源的振動(dòng)頻率相同 (2)波速(v)由介質(zhì)決定：故反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，波速不變，折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，波速變化 (3)據(jù)vf知，波長與波速和頻率有關(guān)：反射波與入射波，頻率同波速同，故波長相同，折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，頻率同，波速不同，故波長不同具體見上表所示,【例2】 如圖221所示，1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則 ( ) 圖221,A2與1的波長、頻率相等，波速不等 B2與1的波速、頻率相等，波長不等 C3與1的波速、頻率、波長相等 D3與1的頻率相等，波速、波長均不等 解析 反射波的波長、頻率、波速與入射波都應(yīng)該相等，故A錯(cuò)，B錯(cuò)；折射波的波長、波速與入射波都不等，但頻率相等，故C錯(cuò)，D正確 答案 D,針對(duì)訓(xùn)練 同一音叉發(fā)出的聲波同時(shí)在水和空氣中傳播，某時(shí)刻的波形曲線如圖222所示以下說法正確的是 ( ) 圖222,A聲波在水中波長較大，b是水中聲波的波形曲線 B聲波在空氣中波長較大，b是空氣中聲波的波形曲線 C水中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是水中聲波的波形曲線 D空氣中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是空氣中聲波的波形曲線 解析 聲波在水和空氣中頻率相同，而在水中波速大，由vf 可知，水中波長大，故選A. 答案 A,2超聲波定位： 蝙蝠、海豚能發(fā)出超聲波，超聲波遇到障礙物或捕食目標(biāo)時(shí)會(huì)被反射回來蝙蝠、海豚就是根據(jù)接收到反射回來的超聲波來確定障礙物或食物的位置，從而確定飛行或游動(dòng)方向雷達(dá)也是利用波的反射來定位和測(cè)速的,【例3】 有一輛汽車以15 m/s的速度勻速行駛，在其正前方有一陡峭山崖，汽車鳴笛2 s后司機(jī)聽到回聲，司機(jī)聽到回聲時(shí)汽車距山崖的距離多遠(yuǎn)？(v聲340 m/s),