第十二章 机械波 4.波的反射与折射 【学习目标】 ⒈波的传播方向不确定必有两种可能解 ⒉波形变化时间与周期关系不确定必有系列解 ⒊波形移动距离与波长关系不确定必有系列解 【重点难点】 机械波的反射和折射 【课前预习】 1.机械波在介质中传播过程中，任何振动状 出卷网态相同的质点都组成了一个个圆叫做一个个波阵面或波面，与波面垂直的那些线代表了波的传播方向，叫做波线。 2.惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都 出卷网可以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便是新的波面；根据惠更斯原理，只要知道某一时刻的波面和波速，就可以确定下一时刻的波面，从而确定波的传播方向。 3.由惠更斯原理可知，当波遇到障碍物时发生 出卷网反射而继续传播，且反射角等于入射角，在反射过程中波在同一介质中传播，故反射波的波长、频率、波速都与入射波相同。 4.如图1所示，当波从一种介质传播到另一种介质中时波速发生了变化，由惠更斯原理可知：波的传播方向发生了变化，即发生了波的折射现象，由几何关系可知：，，则两式之比为：，是一个只与两种介质性质有关而与入射角度无关的常数，叫做第2种介质对第1种介质的折射率，用表示，则折射率可表示为：或。 5.如果第2种介质中的波速 出卷网小于第1种介质中的波速，波在进入第2种介质后，传播方向将向法线靠拢；如果第2种介质中的波速大于第1种介质中的波速，波在进入第2种介质后，传播方向将远离法线。由以上分析可知，波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同。 【预习检测】 1．人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话声音要宏亮，是因为( ) A.室内空气不流动 B.室内声音多次反射 C.室内声音发生折射 D.室内物体会吸收声音 2．关于声波，下列说法中正确的是 （ ） A．空气中的声波是纵波，铁中的声波也是纵波 B．声波不仅能在空气中传播，也能在固体、液体和真空中传播 C．声音在水中传播的速度大于在空气中的传播速度 D．对于在空气中传播的声波来说，由v=λ·f，所以频率越高，声速也越大。 3.下面说法正确的是( ) A.入射波面与法线的夹角为入射角 B.入射波面与界面的夹角为入射角 C.入射波线与法线的夹角为入射角 D.入射角跟反射角相等 【参考答案】 【预习检测】 1.B 2.A,C(纵波与介质无关， 出卷网只由振幅方向与传播方向是否相同来决定，声波不能在真空中传播；声波在水中传播速度是空气中传播速度的4.5倍，声波的频率由发声源决定，声速与介质有关，而与频率无关.) 3.C、D（入射角是波线方向与法线间的夹角，A错.由反射定律可知，入射角跟反射角相等，C、D对，B错.） 堂中互动▲ 【典题探究】 例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 解析：波在发生反射时，入射波和反射 出卷网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：D 拓展: 寻找波长、波速、频率之间的关系时，要找准物理量之间的决定关系，介质决定波速，波由频率决定，而频率不变，故波长也不变. 例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：由于波的频率由波源决定，因此 出卷网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：B 例3某列波以60°的入射角从甲媒质射到乙媒质 出卷网的界面上同时发生反射和折射，若反射线与折 ... ...
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