2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 機(jī)械波 第2講 波的反射和折射課件 魯科版選修3-4.ppt

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第2章——,機(jī)械波,,第2講波的反射和折射,目標(biāo)定位1.知道什么是波面和波線(xiàn).2.了解惠更斯原理，會(huì)用惠更斯原理解釋波的反射與折射現(xiàn)象.3.認(rèn)識(shí)波的反射和折射現(xiàn)象，知道波的反射定律和折射定律．,,欄目索引CONTENTSPAGE,一、惠更斯原理,1．波面：從波源發(fā)出的波，經(jīng)過(guò)傳播時(shí)間到達(dá)的各點(diǎn)所組成的面，叫做波陣面或波面．波面為面的波稱(chēng)為球面波，波面是面的波稱(chēng)為平面波．2．波線(xiàn)：用來(lái)表示波的傳播的線(xiàn)．波線(xiàn)與各個(gè)波面總是的．,同一,球,平,方向,垂直,3．惠更斯原理：介質(zhì)中波陣面上的每一個(gè)點(diǎn)，都可以看成一個(gè)新的，這些新波源發(fā)出子波．經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，這些子波的就構(gòu)成下一時(shí)刻的波面．,波源,包絡(luò)面,二、波的反射,1．定義：波遇到障礙物時(shí)會(huì)返回來(lái)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象．2．入射角與反射角波在遇到障礙物發(fā)生反射時(shí)，波線(xiàn)與反射面法線(xiàn)的夾角叫做入射角，波線(xiàn)與反射面法線(xiàn)的夾角叫做反射角．3．反射定律：反射波線(xiàn)、入射波線(xiàn)和法線(xiàn)在平面內(nèi)，反射波線(xiàn)和入射波線(xiàn)分別位于法線(xiàn)側(cè)，反射角入射角．,入射,反射,同一,兩,等于,4．反射波的波長(zhǎng)、頻率和波速都與入射波的,相同,．,三、波的折射,1．定義：波在傳播過(guò)程中，由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生的現(xiàn)象．2．入射角與折射角在波的折射中，的波線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角叫做入射角i，的波線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角叫做折射角r.,偏折,入射波,折射波,一、對(duì)惠更斯原理的理解,,1．惠更斯原理中，同一波面上的各點(diǎn)都可以看做子波的波源．波源的頻率與子波波源的頻率相等．2．波線(xiàn)的指向表示波的傳播方向．3．在各向同性均勻介質(zhì)中，波線(xiàn)恒與波面垂直．4．球面波的波線(xiàn)是沿半徑方向的直線(xiàn)，平面波的波線(xiàn)是垂直于波面的平行直線(xiàn)．5．利用惠更斯原理可以解釋平面波和球面波的傳播、波的反射和折射現(xiàn)象．,例1關(guān)于對(duì)惠更斯原理的理解，下列說(shuō)法正確的是()A．同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同B．同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況可能不相同C．球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面D．無(wú)論怎樣的波，波線(xiàn)始終和波面垂直,解析按照惠更斯原理：波面是由任意時(shí)刻振動(dòng)情況完全相同的點(diǎn)構(gòu)成的面，故A對(duì)，B錯(cuò)；由波面和波線(xiàn)的概念，不難判定C、D正確．答案ACD,二、波在反射、折射現(xiàn)象中的波長(zhǎng)、頻率和波速,特別提醒(1)頻率(f)由波源決定：故無(wú)論是反射波還是折射波都與入射波的頻率相等，即與波源的振動(dòng)頻率相同．(2)波速(v)由介質(zhì)決定：故反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，波速不變，折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，波速變化．(3)據(jù)v＝λf知，波長(zhǎng)λ與波速和頻率有關(guān)：反射波與入射波，頻率相同，波速相同，故波長(zhǎng)相同．折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，頻率相同，波速不同，故波長(zhǎng)不同．,例2如圖1所示，1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線(xiàn)，則()A．2與1的波長(zhǎng)、頻率相等，波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長(zhǎng)不等C．3與1的波速、頻率、波長(zhǎng)相等D．3與1的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等,圖1,解析反射波的波長(zhǎng)、頻率、波速與入射波都相等，故A、B錯(cuò)；折射波的波長(zhǎng)、波速與入射波都不等，但頻率相等，故C錯(cuò)，D正確．答案D,針對(duì)訓(xùn)練同一音叉發(fā)出的聲波同時(shí)在水和空氣中傳播，某時(shí)刻的波形曲線(xiàn)如圖2所示．以下說(shuō)法正確的是()A．聲波在水中波長(zhǎng)較大，b是水中聲波的波形曲線(xiàn)B．聲波在空氣中波長(zhǎng)較大，b是空氣中聲波的波形曲線(xiàn)C．水中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是水中聲波的波形曲線(xiàn)D．空氣中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是空氣中聲波的波形曲線(xiàn),圖2,解析聲波在水和空氣中頻率相同，而在水中波速大，由v＝λf可知，水中波長(zhǎng)大，故選A.答案A,三、波的反射現(xiàn)象的應(yīng)用,1．回聲測(cè)距(1)當(dāng)聲源不動(dòng)時(shí)，聲波遇到了障礙物會(huì)返回來(lái)繼續(xù)傳播，反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，因此，入射波和反射波在傳播距離一樣的情況下，用的時(shí)間相等，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t聽(tīng)到回聲，則聲源距障礙物的距離為s＝v聲.,(2)當(dāng)聲源以速度v向靜止的障礙物運(yùn)動(dòng)或障礙物以速度v向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為s＝(v聲＋v).(3)當(dāng)聲源以速度v遠(yuǎn)離靜止的障礙物或障礙物以速度v遠(yuǎn)離聲源時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離s＝(v聲－v).,2．超聲波定位蝙蝠、海豚能發(fā)出超聲波，超聲波遇到障礙物或捕食目標(biāo)時(shí)會(huì)被反射回來(lái)．蝙蝠、海豚就是根據(jù)接收到反射回來(lái)的超聲波來(lái)確定障礙物或食物的位置，從而確定飛行或游動(dòng)方向．雷達(dá)也是利用波的反射來(lái)定位和測(cè)速的．,例3有一輛汽車(chē)以15m/s的速度勻速行駛，在其正前方有一陡峭山崖，汽車(chē)?guó)Q笛2s后司機(jī)聽(tīng)到回聲，司機(jī)聽(tīng)到回聲時(shí)汽車(chē)距山崖的距離多遠(yuǎn)？(v聲＝340m/s),答案325m,1．下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．只有平面波的波面才與波線(xiàn)垂直B．任何波的波線(xiàn)與波面都相互垂直C．任何波的波線(xiàn)都表示波的傳播方向D．有些波的波面表示波的傳播方向,對(duì)惠更斯原理的理解,,解析不管是平面波，還是球面波，其波面與波線(xiàn)均垂直，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．只有波線(xiàn)才表示波的傳播方向，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案AD,波的反射與折射,2．以下關(guān)于波的認(rèn)識(shí)，哪些是正確的()A．潛艇利用聲吶探測(cè)周?chē)矬w的分布情況，用的是波的反射原理B．隱形飛機(jī)怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì)，是為了減少波的反射，從而達(dá)到隱形的目的C．雷達(dá)的工作原理是利用波的反射D．水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象，是波的折射現(xiàn)象,ABCD,3．如圖3是一列機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中發(fā)生的現(xiàn)象，已知波在介質(zhì)Ⅰ中的波速為v1，波在介質(zhì)Ⅱ中的波速為v2，則v1∶v2為(),圖3,答案C,