四节波的反射和折射.ppt
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1、第四节 波的反射和折射,知识梳理图 (学生用书P35),知识点 1.波面和波线 2.反射定律 3.折射定律,情 景 设 置 (学生用书P35) 我们对山崖或高墙大喊,我们会听到回声,当我们游览海底世界时,有时会听到一些叫声,这是海中生物发出的叫声传到了我们耳中,那么这些现象满足怎样的规律呢?,深 化 探 究 (学生用书P35) 一波面和波线,1.波面:在波的传播过程中,介质中振动状态相同的点组成的平面或曲面叫做波面. 例如:水面上某点有一振源,水波向四周传开,由于各个方向的波速都是一样的,所以向四面八方传播的波峰(或波谷)组成一个个的圆,这些圆就是波面. 波面为球面的波叫做球面波,如下图甲所示
2、,波面为平面的波叫做平面波,如下图乙所示. 2.波线:与波面垂直的线代表波的传播方向叫波线.如上图中所示.,二惠更斯原理 惠更斯在1690年提出:介质中任一波面上的各点,都可以看做发射子波的波源,其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面.,如上图所示,以O为球心的球面波在时刻t的波面为r,按照惠更斯原理,r面上每个点都是子波的波源,设各个方向的波速都是v,在t时间之后各子波的波面如图中虚线所示,虚线圈的半径为vt,r是这些子波波面的包络面,它就是原来球面波的波面在时间t后的新位置.可以看出,新的波面仍是一个球,它与原来球面的半径之差为vt,表示波向前传播了vt的距离.与此类似,可
3、用惠更斯原理解释平面波的传播.(如下图),三波的反射 当波遇到障碍物时,会返回到原来的介质中继续传播,这种现象叫做波的反射. 入射角:入射波线与法线的夹角.如下图中的. 反射角:反射波线与法线的夹角.如下图中的. 反射定律:入射波线法线反射波线在同一平面内,且反射角等于入射角.,四波的折射 波传播到两种不同的可传播波的介质界面时,会有一部分进入第二介质中,但波线会发生变化,这种现象叫波的折射. 折射角:折射波线与法线间的夹角2,如下图中所示. 折射率:v1、v2分别是表示波在两种介质中的速度,n12= 叫做第2种介质对第1种介质的折射率. 折射定律:,典 例 分 析 (学生用书P36) 一波的
4、反射现象与v=f的综合应用,例1:某物体发出的声音在空气中的波长为1 m,波速为340 m/s,在海水中的波长为4.5 m,此物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声,则海水深为多少米? 答案:382.5 m,解析:同一列波在不同介质中保持不变的是频率,由声音在空气中传播的速率,由波速公式v=f f=v/= 340 Hz. 声音在海水中的传播速度v海=海f=4.5340=1530 m/s 海水的深度h=v海 =15300.5=382.5 m.,巩固练习1 某测量员是这样利用回声测距的:他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪,经1.00 s第1次听到回声,又经过0.5 s再次听到回声,已知声速为340
5、 m/s,则两峭壁间的距离为多少米? 答案:425 m,解析:设两峭壁之间距离为S,测量员距某一峭壁的距离为S1,离另一峭壁的距离为S2,则S1+S2=S,第一次听到回声t1=1.00 s,第二次听到回声t2=t1+at=1.50 s,由此可知2S1=vt1,2S2=vt2,整理得,二对波的折射定律的理解 例2:如下图所示,是声波由介质进入介质的折射情况,由图判断下列说法中正确的是( ) A.入射角大于折射角,声波在介质中的波速大于它在介质中的波速 B.入射角大于折射角,可能是空气,可能是水 C.入射角小于折射角,可能是钢铁,可能是空气 D.介质中波速v1与介质中波速v2满足,解析:由图中信息
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