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1、
第2節(jié) 波的反射和折射
課堂互動
三點(diǎn)剖析
一、波的反射定律和折射定律
波遇到障礙物時(shí)會返回來繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做波的反射.在波的反射中，反射角等于入射角；反射波的波長、頻率和波速都跟入射波的相同，其中入射角為入射波的波線與界面法線的夾角；反射角為反射波的波線與界面法線的夾角.
波在傳播的過程中，由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象，叫波的折射.在波的折射中，波的頻率保持不變，波速和波長都發(fā)生了改變.當(dāng)波由介質(zhì)Ⅰ射入介質(zhì)Ⅱ時(shí)，入射角i、折射角r和在介質(zhì)Ⅰ中的波速v1、在介質(zhì)Ⅱ中的波速v2的關(guān)系為：.
【例1】如圖2-2-1所示，是聲波從介質(zhì)Ⅰ進(jìn)入介質(zhì)
2、Ⅱ的折射情況，由圖判斷下面說法正確的是（ ）
圖2-2-1
A.若i＞r，則聲波在介質(zhì)Ⅰ中的傳播速度大于聲波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度
B.若i＞r，則Ⅰ可能是空氣，Ⅱ可能是水
C.若i＞r，則Ⅰ可能是鋼鐵，Ⅱ可能是空氣
D.在介質(zhì)Ⅰ中的傳播速度v1與在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度v2滿足
解析：根據(jù)折射規(guī)律：，故D錯，而A正確.因?yàn)閕＞r，則v1＞v2，若Ⅰ是空氣，則Ⅱ不可能是水，因?yàn)槁暡ㄔ诳諝庵械膫鞑ニ俣缺仍谒行?，故B錯，而C正確.
答案：AC
二、反射、折射現(xiàn)象中波速、波長的變化情況
因?yàn)関=λf，其中f由振源決定，不論是反射還是折射，波的頻率均不變.波速由介質(zhì)決定
3、，反射時(shí)是在同一介質(zhì)，因此波速不變；波折射時(shí)是在不同介質(zhì)，因此波速一般改變.波長是頻率和波速共同決定的.
在反射中波長不變；在折射中，當(dāng)進(jìn)入新的介質(zhì)的波速增大時(shí)，波長變大，反之則變小.
波從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播的方向會發(fā)生改變，而波的頻率不改變.
因?yàn)?
v1=λ1f
v2=λ2f
所以=.
【例2】一列波以60的入射角入射到兩種介質(zhì)的交界面上，反射波剛好跟折射波垂直，若入射波的波長為0.6 m，那么折射波的波長為__________ m，反射波的波長為__________ m.
解析：由題意知，入射角i=60，則反射角i′=60，折射角r=30.因?yàn)?
=
4、
所以λ2=0.6 m=0.35 m
反射波的波長λ1′=λ1=0.6 m.
答案：0.35 0.6
各個擊破
類題演練1
如圖2-2-2，一列平面波朝著兩種介質(zhì)的界面?zhèn)鞑ィ珹1A2是它在介質(zhì)Ⅰ中的一個波面，A1C1和A2C2是它的兩條波線，其入射角為53（sin53取0.8）.C1和C2位于兩種介質(zhì)的界面上.B1B2是這列平面波進(jìn)入介質(zhì)Ⅱ后的一個波面.已知A1A2的長度為0.6 m，介質(zhì)Ⅰ和介質(zhì)Ⅱ中的波速之比為4∶3，問：A1C1B1與A2C2B2的長度相差多少？
圖2-2-2
解析：設(shè)波的入射角為i，折射角為r，則根據(jù)折射定律得：=,即sinr=sini=0.8,由幾何
5、關(guān)系可得A1C1B1與A2C2B2的長度之差
Δs=C1C2sini-C1C2sinr
又因?yàn)镃1C2=A1A2/cos53=1
所以由以上各式可得：Δs=C1C2(sini-sinr)=0.2 m.
答案：0.2 m
變式提升1
如圖2-2-3所示，某列波以60的入射角由甲介質(zhì)射到乙介質(zhì)的界面上同時(shí)產(chǎn)生反射和折射，若反射波的波線與折射波的波線的夾角為90，此波在乙介質(zhì)中的波速為1.2105 km/s，求該波在甲介質(zhì)中的傳播速度.
圖2-2-3
解析：由圖中幾何關(guān)系，可知折射角r=30，由波的折射規(guī)律，所以v甲=v乙=v乙=1.2105 km/s=2.08105 km/s.
6、
答案：2.08105 km/s
類題演練2
一列聲波從空氣傳入水中，已知水中聲速較大，則（ ）
A.聲波頻率不變，波長變小 B.聲波頻率不變，波長變大
C.聲波頻率變小，波長變大 D.聲波頻率變大，波長不變
解析：由于波的頻率由波源決定，因此波無論在空氣中還是在水中頻率都不變，C、D錯.又因波在水中速度較大，由公式v=λf可得，波在水中的波長變大，故A錯，B正確.
答案：B
變式提升2
反射、折射中波發(fā)生變化的是什么，不發(fā)生變化的是什么？
解答：（1）波的反射是指波遇到了障礙物會返回來繼續(xù)傳播，因此波的
7、傳播方向發(fā)生變化.反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，介質(zhì)決定波速，因此波速不變.波的頻率是由波源決定的，因此波的頻率也不改變，根據(jù)公式λ=vf，我們可知波長也不改變.
（2）波的折射是波從一種介質(zhì)中射入另一種介質(zhì)中時(shí)傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，由概念可知，波的折射中傳播方向發(fā)生變化.由于入射波與折射波在兩種不同的介質(zhì)中傳播，因此波速會發(fā)生變化.波的頻率由波源決定，即頻率不變，由公式λ=v/f，可知波長發(fā)生變化.
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高中物理 第2章 機(jī)械波 第2節(jié) 波的反射和折射教案 魯科版選修34
