1、第2章,机械波,第2讲 波的反射和折射,目标定位 1.知道什么是波面和波线. 2.了解惠更斯原理，会用惠更斯原理解释波的反射与折射现象. 3.认识波的反射和折射现象，知道波的反射定律和折射定律,栏目索引 CONTENTS PAGE,一、惠更斯原理,1波面：从波源发出的波，经过 传播时间到达的各点所组成的面，叫做波阵面或波面 波面为 面的波称为球面波，波面是 面的波称为平面波 2波线：用来表示波的传播 的线波线与各个波面总是 的,同一,球,平,方向,垂直,3惠更斯原理：介质中波阵面上的每一个点，都可以看成一个新的 ，这些新波源发出子波经过一定时间后，这些子波的 就构成下一时刻的波面,波源,包络面
2、,二、波的反射,1定义：波遇到障碍物时会返回来继续传播的现象 2入射角与反射角 波在遇到障碍物发生反射时， 波线与反射面法线的夹角叫做入射角， 波线与反射面法线的夹角叫做反射角 3反射定律：反射波线、入射波线和法线在 平面内，反射波线和入射波线分别位于法线 侧，反射角 入射角,入射,反射,同一,两,等于,4反射波的波长、频率和波速都与入射波的,相同,三、波的折射,1定义：波在传播过程中，由一种介质进入另一种介质时，传播方向发生 的现象 2入射角与折射角 在波的折射中， 的波线与法线的夹角叫做入射角i， 的波线与法线的夹角叫做折射角r.,偏折,入射波,折射波,一、对惠更斯原理的理解,1惠更斯原理
3、中，同一波面上的各点都可以看做子波的波源波源的频率与子波波源的频率相等 2波线的指向表示波的传播方向 3在各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直 4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 5利用惠更斯原理可以解释平面波和球面波的传播、波的反射和折射现象,例1 关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是( ) A同一波面上的各质点振动情况完全相同 B同一波面上的各质点振动情况可能不相同 C球面波的波面是以波源为中心的一个个球面 D无论怎样的波，波线始终和波面垂直,解析 按照惠更斯原理：波面是由任意时刻振动情况完全相同的点构成的面，故A对，B错； 由波面和波线的概念，不难判
4、定C、D正确 答案 ACD,二、波在反射、折射现象中的波长、频率和波速,特别提醒 (1)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，即与波源的振动频率相同 (2)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 (3)据vf知，波长与波速和频率有关：反射波与入射波，频率相同，波速相同，故波长相同折射波与入射波在不同介质中传播，频率相同，波速不同，故波长不同,例2 如图1所示，1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( ) A2与1的波长、频率相等，波速不等 B2与1的波速、频率相等，波长不等 C3与1的
5、波速、频率、波长相等 D3与1的频率相等，波速、波长均不等,图1,解析 反射波的波长、频率、波速与入射波都相等，故A、B错； 折射波的波长、波速与入射波都不等，但频率相等，故C错，D正确 答案 D,针对训练 同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图2所示以下说法正确的是( ) A声波在水中波长较大，b是水中 声波的波形曲线 B声波在空气中波长较大，b是空气中 声波的波形曲线 C水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线 D空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线,图2,解析 声波在水和空气中频率相同，而在水中波速大，由vf可知，水中波长大，故选A. 答案 A,三、
6、波的反射现象的应用,1回声测距 (1)当声源不动时，声波遇到了障碍物会返回来继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等，设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为sv声 .,(2)当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s(v声v) . (3)当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离声源时，声源发声时障碍物到声源的距离s(v声v) .,2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
7、物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向雷达也是利用波的反射来定位和测速的,例3 有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s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340 m/s),答案 325 m,1下列说法中错误的是( ) A只有平面波的波面才与波线垂直 B任何波的波线与波面都相互垂直 C任何波的波线都表示波的传播方向 D有些波的波面表示波的传播方向,对惠更斯原理的理解,解析 不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A错误，选项B正确 只有波线才表示波的传播方向，选项C正确，选项D错误 答案 AD,波的反射与折射,2以下关于波的认识，哪些是正确的( ) A潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C雷达的工作原理是利用波的反射 D水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象,ABCD,3如图3是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象，已知波在介质中的波速为v1，波在介质中的波速为v2，则v1v2为( ),图3,答案 C,
