理波的反射和折射

理波的反射和折射第1页，共24页，2023年，2月20日，星期日蝙蝠的“眼睛”：18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠是靠高频率的尖叫来确定障碍物的位置的。这种尖叫声在每秒2万到10万赫兹之间，我们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不到的。这样的声波称为超声波。蝙蝠发出超声波，然后借助物体反射回来的回声，就能判断出所接近的物体的大小、形状和运动方式。第2页，共24页，2023年，2月20日，星期日一、波动中的几个概念1.波面：从波源发出的波经过同一传播时间而到达的各点所组成的面，叫做波面。平面波球面波O3.波线：从波源发出沿着波的传播方向画出的带箭头的线称为波线，它表示波动的传播方向。波线与波前垂直t时刻的波前t+Δt时刻的波前最前面的波面叫做波前。2.波前：第3页，共24页，2023年，2月20日，星期日说明：1、波线是有方向的一簇线，它的方向代表了波的传播方向。2、在各向同性的均匀介质中，波线与波面垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面。3、球面波的波线是沿半径方向的直线，平面波的波线是垂直于波面的平行直线。第4页，共24页，2023年，2月20日，星期日惠更斯原理内容如下：介质中任意波面上的各点都可看作发射子波的波源。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。惠更斯C.Huygens荷兰物理学家(1629-1695)二、惠更斯原理

第5页，共24页，2023年，2月20日，星期日.........t时刻的波面tΔ+t时刻的波面子波波源tvΔ二、惠更斯原理

用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面第6页，共24页，2023年，2月20日，星期日用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面................子波波源tΔ+t时刻的波面t时刻的波面tvΔ二、惠更斯原理

第7页，共24页，2023年，2月20日，星期日利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几何作图方法确定下一时刻的波面，从而确定波的传播方向。例如当波在均匀的各向同性介质中传播时，用上述作图法求出的波面的几何形状总是保持不变的。波传播方向平面波t+t时刻波面vt球面波t+tt时刻波面第8页，共24页，2023年，2月20日，星期日三、波的反射反射波的波线与平面法线的夹角i’

叫做反射角入射角（i）：入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角反射角（i’）：波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射．法线平面第9页，共24页，2023年，2月20日，星期日三、波的反射入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。反射定律：1.反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同2.波遇到两种介质界面时，总存在反射注意：法线平面第10页，共24页，2023年，2月20日，星期日入射波的波前用惠更斯原理解释波的反射现象反射波的波前入射波的波线反射波的波线波的反射定律：当波传到两种介质交界面发生反射时（1）入射线、法线、反射线在同一平面内；（2）入射线与反射线分居法线两侧；（3）反射角等于入射角；（4）反射波的波长、频率、波速与入射波相同。ii’第11页，共24页，2023年，2月20日，星期日学案P28例1巩固练习有一辆汽车以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)设汽车由A到C路程为s1，C点到山崖B距离为s；声波由A到B再反射到C路程为s2，因汽车与声波运动时间同为t，则有s2=s1+2s.

即v声t=v汽t+2s,

所以s=

=

m=325m.第12页，共24页，2023年，2月20日，星期日生活中反射现象的思考1．回声是声波的反射现象．原因是对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会被反射回来继续传播．2．夏日的雷声轰鸣不绝．原因是声波在云层界面多次反射．3．在空房间里讲话感觉声音响．原因是：声波在普通房间里遇到墙壁，地面，天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳．人耳只能分开相差0.1s以上的声音．所以，人在房间里讲话感觉声音比在野外大，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的声响效果．4．水波传到岸边也会发生反射现象．第13页，共24页，2023年，2月20日，星期日蝙蝠的“眼睛”：18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠是靠高频率的尖叫来确定障碍物的位置的。这种尖叫声在每秒2万到10万赫兹之间，我们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不到的。这样的声波称为超声波。蝙蝠发出超声波，然后借助物体反射回来的回声，就能判断出所接近的物体的大小、形状和运动方式。第14页，共24页，2023年，2月20日，星期日雷达和隐形飞机：雷达是利用无线电波发现目标，并测定其位置的设备。由于无线电波具有恒速、定向传播的规律，因此，当雷达波碰到飞行目标(飞机、导弹）等时，一部分雷达波便会反射回来，根据反射雷达波的时间和方位便可以计算出飞行目标的位置。由于一般飞机的外形比较复杂，总有许多部分能够强烈反射雷达波，因此隐形飞机F—117飞机表面涂以黑色的吸收雷达波的涂料。第15页，共24页，2023年，2月20日，星期日

人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的，健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样．平常说的“B超”就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮助医生分析体内的病变的。

“B超”是亮度调制型超声诊断仪的简称。由于能在荧光屏上显示出断面图像，所以又称断面显像仪。B超它所显示的图像具有与人体解剖位置直接对应的特点，所以十分直观，使用方便，诊断正确率高。近年来，B型超声显象仪已被用于许多脏器的检查。第16页，共24页，2023年，2月20日，星期日界面介质I介质II四、波的折射折射角（r）：折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射法线第17页，共24页，2023年，2月20日，星期日由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点经t后，B点发射的子波到达界面处D点，A点的到达C点，证毕用惠更斯原理解释波的折射四、波的折射第18页，共24页，2023年，2月20日，星期日四、波的折射折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比折射率第19页，共24页，2023年，2月20日，星期日学案P28例2如图所示是声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况，由图判断下面的说法正确的是（

）A.若i＞r，则声波在介质Ⅰ中的传播速度大于声波在介质Ⅱ中的传播速度B.若i＞r，则Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水C.若i＞r，则Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气D.在介质Ⅰ中的传播速度v1与在介质Ⅱ中的传播速度v2满足

巩固练习

A第20页，共24页，2023年，2月20日，星期日学案P28例3一列波以60°入射角入射到两种介质的交界面，反射波刚好与折射波垂直.若入射波的波长为0.6m，那么折射波的波长为__________，反射波的波长是__________.

巩固练习第21页，共24页，2023年，2月20日，星期日

折射定律：（1）入射线、法线、折射线在同一平面内；（2）入射线与折射线分居法线两侧；（4）在折射中，频率不变，波速和波长都会发生改变。只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数，叫做第一种介质对第二种介质的折射率，用n12表示。（3）入射角正弦与折射角正弦之比等于波在第一种介质中传播速度与在第二种介质中传播速度之比。第22页，共24页，2023年，2月20日，星期日1.当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线2.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线3.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例4.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同四、波的折射注意：第23页，共24页，2023年，2月20日，星期日波的反射规律：1．入射