1波的反射和折射学案

第十二章机械振动§波的反射和折射学案一．学习目标1．知道波传播到两种介质的交界面时，会发生反射和折射；2．理解波的反射、折射遵守的规律，会根据波面和波线进行分析；二．重点难点1.重点：波的反射和折射现象，波的反射和折射现象中折射角与入射角及反射角的关系。2.难点：用波的反射和折射现象解决实际问题。三．学法指导本节课在初中学习光的反射和折射是已经有一定的基础，主要通过实验演示，找到规律，再分析现象，在实验的基础上理解波面、波线，能够根据想象建立空间概念，培养对实验的观察、分析和归纳的能力。对比光的反射和折射和机械波的反射和折射，提高类比分析的能力。用波的反射和折射现象解决实际问题。把本节课的内容认真的看一遍。看好以后可以查阅一下资料，最后完成本学案。四．自主学习1.波面和波线任何振动状态__________的点都组成一个圆，这些圆叫做__________，与波面垂直的线叫___________，代表了波的___________.2.惠更斯原理惠更斯原理是将介质中任一波面上的各点看成可以发射__________的波源，其后任意时刻这些__________在波前进方向形成新的波面.3.波的反射和折射（1）波发生反射时，入射角_________________反射角，反射波的波长、频率、波速跟入射波________________.（2）波从一种介质__________另一种介质时，__________发生改变的现象叫做波的折射.波的折射定律公式为______________.五．典型例题例1、为了测海的深度，一同学利用电子发声器对着海面发声，测得s后听到回声，已知声音在水中的速度是1450m/s，求此海有多深？解析：钟表测出的时间是从声音发出的障碍物（海底），把声音反射回来的时间，由这个时间求得的距离应除以2才是所求的距离.∴海底深度s=×1450m/s×s=1595m例2、为了测一根长铁管的长度，甲同学把耳朵贴在长铁管的一端，乙同学在另一端敲一下这根铁管，测得甲听到的两次响声的时间间隔25s，已知声音在铸铁和空气里传播的速度分别为390m/s和340m/s，这根铁管有多长？解析：乙敲铁管的声音可以在铁管和空气中传播，因为声音在铁管传播的速度快，所以乙听到的两次响声，第一次是沿铁管传来的，第二次是由空气传来的。设铁管长为l，声音在铁管里和空气里传播的时间分别为t1=和t2=.由题意有：t2-t1==Δt。则l=Δt=m/s×s=931m例3．如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知()A．光是从真空射入介质的B．介质的折射率为eq\f(\r(3),2)C．介质的折射率为eq\r(3)D．反射光线与折射光线的夹角为60°解析：n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)答案：C六、课堂练习1、一列波遇到障碍物，发生反射，反射后它的()A.只有波长不变B.只有波速不变C.只有频率不变D.波长、波速、频率均不发生变化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3、某列波以60°的入射角从甲媒质射到乙媒质的界面上同时发生反射和折射，若反射线与折射线成90°角，波在乙媒质中的波速为×105km4、某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340m/s，那么他至少要离障碍物多远？（原声与回声区分的最短时间s）5、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，此时汽车距山崖的距离多远？（v声=340m/s）参考答案1、解析：波在发生反射时，入射波和反射波都在同一种介质中传播，所以入射波和反射波的波速相等，由惠更斯原理可知子波源的频率与波源的频率是相等的，故入射波和反射波的频率相等，从而二者的波长也是相等的.答案：D2、解析：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，C、D两项错.又因波在水中速度较大，由公式v=λf可得，波在水中的波长变大，故A选项错，B选项正确.答案：B3、解析：根据题意找出入射角和折射角的角度，利用折射定律解答.答案：入射角是60°，折射角是30°.由折射定律得：=v甲=v乙=××105km/s=×105km/s.4、解析：在波的反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同，只有声波从人所站立的地方到障碍物再返回来全部经历的时间在s以上，才能辨别出回声.答案：设障碍物至少和人相距为s，则应有2s=vt.可得：s==m=17m.5、解析：若汽车静止问题就简单了，现汽车运动，声音传播，因此画出汽车与声波的运动过程示意图可以帮助我们找到思路.从汽车鸣笛到听到回声，汽车本身也往前行驶了一段位移.答案：如图12-4-5所示为汽车与声波的运动过程