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,,高中物理·選修3-4·魯教版,,,第2講 波的反射和折射,[目標定位] 1.知道什么是波面和波線.2.了解惠更斯原理，會用惠更斯原理解釋波的反射與折射現(xiàn)象.3.認識波的反射和折射現(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 傳播時間到達的各點所組成的面，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點，都可以看成一個新的 ，這些新波源發(fā)出子波．經(jīng)過一定時間后，這些子波的 就構(gòu)成下一時刻的波面．,波源,包絡(luò)面,二、波的反射 1．定義：波遇到障礙物時會返回來繼續(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， 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、對惠更斯原理的理解 1．惠更斯原理中，同一波面上的各點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)點振動情況完全相同 B．同一波面上的各質(zhì)點振動情況可能不相同 C．球面波的波面是以波源為中心的一個個球面 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：波面是由任意時刻振動情況完全相同的點構(gòu)成的面，故A對，B錯；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)v＝λf知，波長λ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2－2－1所示，1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則 ( ) 圖2－2－1,A．2與1的波長、頻率相等，波速不等 B．2與1的波速、頻率相等，波長不等 C．3與1的波速、頻率、波長相等 D．3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，B錯；折射波的波長、波速與入射波都不等，但頻率相等，故C錯，D正確． 答案 D,針對訓(xùn)練 同一音叉發(fā)出的聲波同時在水和空氣中傳播，某時刻的波形曲線如圖2－2－2所示．以下說法正確的是 ( ) 圖2－2－2,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)點振動頻率較高，a是水中聲波的波形曲線 D．空氣中質(zhì)點振動頻率較高，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v＝λf 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時會被反射回來．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方向．雷達也是利用波的反射來定位和測速的．,【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后司機聽到回聲，司機聽到回聲時汽車距山崖的距離多遠？(v聲＝340 m/s),,