魯科版選修34 波的反射和折射 第1課時 學(xué)案.docxVIP

12、4 波的反射和折射 【知識目標】1、知識與技能：知道什么是波面、波線，知道它們間的關(guān)系。理解惠更斯原理，會用惠更斯原理解釋有關(guān)現(xiàn)象。掌握波的反射規(guī)律及其簡單的應(yīng)用。知道什么是波的折射，理解波的折射定律。2、過程與方法：小組合作探究，大膽拓展質(zhì)疑3、情感態(tài)度與價值觀：以積極的熱情投入學(xué)習(xí)，體驗成功的快樂。【基礎(chǔ)知識】一、 波面和波線1、 概念（1）波面：在波的傳播過程中，某時刻任何 都相同的介質(zhì)質(zhì)點所組成的面，也叫 。（2）波線：指與波面 的那些線，代表了波的 。2、波的分類（1）球面波：由空間一點發(fā)出的波，它的波面是以 為球心的一個個 ，波線就是這些球面的 。（2）平面波：指波面是 的波。二、惠更斯原理 1、內(nèi)容：介質(zhì)中任一波面上的各點，都可以看做發(fā)射子波的 ，其后任意時刻，這些子波在波的前進方向的 就是新的波面。 2、作用：如果知道某時刻一列波的某個 的位置，還知道 ，利用惠更斯原理可以得到下一時刻這個 的位置，從而確定波的 。三、波的反射 1、反射現(xiàn)象：波遇到介質(zhì)界面會 繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。 2、反射角和入射角 （1）入射角：入射波的 與界面 的夾角。 （2）反射角：反射波的 與界面 的夾角。 3、反射定律 （1）反射角 入射角 （2）反射波的波長、頻率和波速都與入射波 。 四、反射、折射現(xiàn)象中各量的變化波現(xiàn)象比較項波的反射波的折射傳播方向改變 反=入改變 折入頻率f不變不變波速v不變改變波長不變改變頻率由波源決定，波速由介質(zhì)決定。【基礎(chǔ)訓(xùn)練】1.一列波遇到障礙物，發(fā)生反射，反射后它的( )a.只有波長不變 b.只有波速不變c.只有頻率不變 d.波長、波速、頻率均不發(fā)生變化解析：波在發(fā)生反射時，入射波和反射波都在同一種介質(zhì)中傳播，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頻率與波源的頻率是相等的，故入射波和反射波的頻率相等，從而二者的波長也是相等的.答案：d方法歸納 尋找波長、波速、頻率之間的關(guān)系時，要找準物理量之間的決定關(guān)系，介質(zhì)決定波速，波由頻率決定，而頻率不變，故波長也不變.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兩項錯.又因波在水中速度較大，由公式v=f可得，波在水中的波長變大，故a選項錯，b選項正確.答案：b3.某列波以60的入射角從甲媒質(zhì)射到乙媒質(zhì)的界面上同時發(fā)生反射和折射，若反射線與折射線成90角，波在乙媒質(zhì)中的波速為1.2105 km/s，求波在甲媒質(zhì)的速度是多少？解析：根據(jù)題意找出入射角和折射角的角度，利用折射定律解答.答案：入射角是60，折射角是30. 由折射定律得：=v甲=v乙=1.2105 km/s=105 km/s.巧解提示 畫出反射與折射圖，如圖12-4-4所示，很形象直觀，思路簡潔.圖12-4-4知識點三 波的反射的實際應(yīng)用4.某人想聽到自己發(fā)出的聲音的回聲，若已知聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s，那么他至少要離障礙物多遠？（原聲與回聲區(qū)分的最短時間0.1 s）解析：在波的反射現(xiàn)象中，反射波的波長、頻率和波速都跟入射波的相同，只有聲波從人所站立的地方到障礙物再返回來全部經(jīng)歷的時間在0.1 s以上，才能辨別出回聲.答案：設(shè)障礙物至少和人相距為s，則應(yīng)有2s=vt. 可得：s= m=17 m.巧妙變式 某測量員是這樣利用回聲測距離的：他站在兩平行峭壁間某一位置鳴槍，經(jīng)過1.00秒鐘第一次聽到回聲，又經(jīng)過0.50秒鐘再次聽到回聲.已知聲速為340 m/s，則兩峭壁間的距離為多少？（425 m）5.有一輛汽車以15 m/s的速度勻速行駛，在其正前方有一陡峭山崖，汽車鳴笛2 s后司機聽到回聲，此時汽車距山崖的距離多遠？（v聲=340 m/s）解析：若汽車靜止問題就簡單了，現(xiàn)汽車運動，聲音傳播，因此畫出汽車與聲波的運動過程示意圖可以幫助我們找到思路.從汽車鳴笛到聽到回聲，汽車本身也往前行駛了一段位移.答案：如圖12-4-5所示為汽車與聲波的運動過程示意圖，設(shè)汽車由a到c路程為s1，c點到山崖b距離為s；聲波由a到b再反射到c路程為s2，因汽車與聲波運動時間同為t，則有s2=s1+2s. 即v聲t=v汽t+2s, 所以s= m=325 m.圖12-4-5方法歸納 利用反射測距是一種常用方法，此題注意汽車是運動的，畫出運動示意圖，幫助分析解題.6.一聲波在空氣中的波長為25 cm，傳播速度為340 m/s,該聲波傳入另一種介質(zhì)中時，波長為8 cm，則它在這種介質(zhì)中的傳播速度是多少？思路解析：利用這列波在折射時頻率不變可得v2/2=v1/1，解得v2=1 088 m/s.答案：1 088 m/s7.墻壁的傳音性能比空氣好得多，但把門窗關(guān)閉后，外面?zhèn)魅胧覂?nèi)的聲音卻明顯地減弱，這是為什么？思路解析：聲波原來在空氣中傳播，如果沒有障礙物，能直接傳入室內(nèi)，當把門窗關(guān)閉后，聲波遇到墻壁和門窗，在界面上發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，大部分聲波被反射回去，只有折射進入墻壁和門窗的聲波才能透射進入室內(nèi).所以，室內(nèi)的聲音明顯地減弱.8.下列說法正確的是（ )a.入射波面與法線的夾角為入射角 b.入射角跟反射角相等c.入射波線與法線的夾角為入射角 d.入射波線與界面的夾角為入射角思路解析：入射角是波線方向與法線間的夾角，a錯.由平面幾何可知，入射角跟反射角相等.b、c對，d錯.答案：bc9.下列說法正確的是（ )a.入射角與折射角的比等于兩波速比 b.入射波的波長小于折射波的波長c.入射波的波長大于折射波的波長 d.入射波的波長等于反射波的波長思路解析：由于一定介質(zhì)中的波速是一定的，是一個只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)而與入射角度無關(guān)的常數(shù)，a錯.同一種介質(zhì)中頻率相同，不同介質(zhì)中頻率