高中物理 2.2 波的反射和折射同步课件 鲁科版选修34.ppt

第2节波的反射和折射,1知道波面、波线的定义2理解惠更斯原理3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.,一、波面和波线概念(1)波面：在波的传播过程中，任一时刻都相同的介质质点所组成的面(2)波线：与波面指向的直线,振动状态,垂直,波传播方向,波的分类(1)球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以为球心的一个个，波线就是这些的如空气中的声波(2)平面波：波面是的波，如水波,波源,球面,球面,半径,平面,图221,提醒波线与波面一定垂直，球面波与平面波的形状分别如图221所示,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，其后任意时刻，这些子波在波前进方向上的就是新的波面,波源,包络面,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的位置如在t时间内，子波传播的距离为rvt，而子波形成的新的波面相对于原波面传播的距离xvt，表示波向前传播了vt的距离如图222所示,波面,波面,图222,三、波的反射(如图223所示)反射现象：波遇到介质界面会继续传播的现象,图223,返回来,反射规律(1)入射角：入射波的与界面的夹角(2)反射角：反射波的与界面的夹角(3)反射规律：入射波线、法线和反射波线在，入射波线和反射波线分居在两则，反射角入射角,波线,法线,波线,法线,同一平面内,法线,等于,提醒(1)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时间间隔为0.1s.,四、波的折射(如图224所示)定义：波从一种介质另一种介质时，波的发生改变的现象折射角()：折射波的与两介质界面的夹角叫做折射角,图224,射入,传播方向,波线,法线,同一平面,法线,传播,传播速度,介质,介质,提醒(1)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(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速不同,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,二、波的反射、折射现象中各量的变化频率(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相等，即波源的振动频率相同波速(v)由介质决定：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，波速变化,据vf知，波长与波速和频率有关：反射波与入射波，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所示.,波的反射的应用,图225,答案c,借题发挥(1)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(2)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，再结合几何关系求解,【变式1】某测量员是这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1.00s第一次听到回声，又经过0.50s再次听到回声，已知声速为340m/s，则两峭壁间的距离为_,答案425m,【典例2】如图226所示是声波从介质进入介质的折射情况，由图判断下列说法正确的是(),波的折射的应用,图226,答案a,【变式2】一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，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还是在水中频率都不变，故c、d错又因波在水中速度较大，由公式vf可得，波在水中的波长变大，故a错、b正确答案b,1有一辆汽车以15m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2s后司机听到回声，司机听到回声时汽车距山崖的距离多远？(v声340m/s),波的反射的应用,解析若汽车静止问题就简单了，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意图,答案325m,2某列波以60的入射角从甲