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

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，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)射入介質(zhì)時，入射角i、折射角r和在介質(zhì)中的波速v1、在介質(zhì)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)進(jìn)入介質(zhì)的折射情況，由圖判斷下面說法正確的是（ ）圖2-2

2、-1A.若ir，則聲波在介質(zhì)中的傳播速度大于聲波在介質(zhì)中的傳播速度B.若ir，則可能是空氣，可能是水C.若ir，則可能是鋼鐵，可能是空氣D.在介質(zhì)中的傳播速度v1與在介質(zhì)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v1v2，若是空氣，則不可能是水，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=f，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，反射時是在同一介質(zhì)，因此波速不變；波折射時是在不同介質(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)

3、進(jìn)入新的介質(zhì)的波速增大時，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，傳播的方向會發(fā)生改變，而波的頻率不改變.因?yàn)関1=1fv2=2f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)?所以2=0.6 m=0.35 m反射波的波長1=1=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?，A1A2是它在介質(zhì)中的一個波面，A1C1和A2C2是它的兩條波線，其

4、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)后的一個波面.已知A1A2的長度為0.6 m，介質(zhì)和介質(zhì)中的波速之比為43，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,由幾何關(guān)系可得A1C1B1與A2C2B2的長度之差s=C1C2sini-C1C2sinr又因?yàn)镃1C2=A1A2/cos53=1所以由以上各式可得：s=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

5、界面上同時產(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.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=f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=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)中時傳播方向發(fā)生改