3.2 波的反射和折射 课件 高一物理鲁科版（2019）选择性必修第一册.pptxVIP

在北京天坛公园内，有一处著名的古建筑——回音壁。

;1.波的反射;作为一种运动的形式，波既具有一般运动的普遍规律，又具有区别于其他运动形式的特殊规律。

现在，我们一起来学习与波的传播特性有关的现象和规律。;水波实验

(1)取一水波槽，在槽里倒入约2cm深的水。用铅笔笔头持续触动槽中心的水面，保持大约每秒触动两次的速率，可产生水波[图3-20(a)]。;(2)将刻度尺横放，在槽中水面上来回推动，也会不断地产生水波「图3-20(b)]。请描述你所观察到的波形。

;如何描述这两种波呢?

通常，我们把从波源发出的波经过相同传播时间到达的各点所组成的面，称为波阵面或波面。

;实验中产生的水波，每一道水波纹就是个波面。

波面是球面的波称为球面波，

波面是平面的波称为平面波。

;用来表示波的传播方向的线称为波线，波线与各个波面总是垂直的(图3-21)。

;波在均匀介质中传播时，波面的形状不变，波线保持为直线，波的传播方向也不变，当波从一种介质传播到另一种介质表面时，又是怎样的情形呢?

我们通过一个实验来观察。

;水波的反射

如图3-22所示，;在水波槽中放一块长木板:用振动片激发产生水波，使水波的传播方向与长未板约成45°角。

可以看到，从波源发出的水波遇到长木板后，波的传播方向发生了变化。

;实验发现，从波源发出的水波向前传播，遇到长木板后产生反射，水波向右传播。

物理学中，把波从一种介质传播到另一种介质表面时，返回原来介质传播的现象称为波的反射。

;回音壁就是利用了声波的多次反射。在空旷的山谷能听见回音，也是声波的反射现象。

;波在遇到障碍物发生反射时，入射波的波线与反射面法线的夹角称为入射角，反射波的波线与反射面法线的夹角称为反射角。

实验表明，反射波的波长、频率和波速都与入射波的相同。;波的反射遵循反射定律:

反射波的波线、人射波的波线和法线在同一平面内，反射波的波线和入射波的波线分别位于法线两侧，反射角等于入射角(图3-23)

;声呐

声呐是一种声音导航和测距系统，它利用了声波反射的原理。声呐装置发出一末在水中传播的声波，当声波碰到障碍物时，就被反??回来。;反射的声波被声呐装置检测到，通过测量声波从发射到返回经历的时间便可计算出声波传播的距离，从而间接测得物体的位置。;声呐被广泛应用于鱼群探测(图3-24)、海洋石油勘探、船舶导航、水文测量和海底地质地貌的勘测等方面。

;2.波的折射;波从一种介质进入另一种介质时，波线会偏折。

物理学中，我们把波在传播过程中，由一种介质进入另一种介质时传播方向发生偏折的现象，称为波的折射。;如图3-25所示，在波的折射中，入射波的波线与法线的夹角称为入射角，用i表示。;折射波的波线与法线的夹角称为折射角，用r表示。

进一步的研究表明，人射角和折射角与波速之间有如下关系

v1和v2分别是波在介质I和介质II中的波速

;惠更斯原理

在总结了许多实验现象的基础上，荷兰物理学家惠更斯提出:

介质中波面上的每一个点，都可视为一个新的波源。

这些新波源发出子波，经过一定时间后，这些子波的包络面就构成下一时刻的波面。这就是惠更斯原理。;所谓包络面，就是某时刻与所有子波波面相切的曲面。

根据惠更斯原理，我们可解释球面波的波面是如何形成的。如图3-26所示，点波源O发出的波在t时刻的波面是一个球面S，该球面上的每一个点都可视为一个新的点波源，它们各自发出球面子波，下一时刻(t+τ)新的波面S’，就是与这些子波波面相切的包络面。;用惠更斯原理能很好地解释波的反射规律和折射规律。

;1.某旅游者走过一个山谷，他拍手后经过0.5s听到右侧山坡反射回来的声音，经过1.5s听到左侧山坡反射回来的声音。这个山谷的宽度大约是多少?(声音在空气中的传播速度约为340m/s);2.下列说法正确的是

A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，利用了波的反射原理

B.隐形飞机的表面涂上特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的;C.雷声轰鸣不绝是声波的多次反射形成的

D.水波从深水区传到浅水区时传播方向发生改变的现象，是波的折射现象;3.一列机械波从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生了偏折。下列相关物理量也会发生变化的是

A.波速

B.波长

C.频率

D.周期;?