2018学年高中物理选修3-4学案：第2章 第2节 波的反射和折射 含解析

波的反射和折射一、教学目标1．知道波传播到两种介质交界面时，会发生反射和折射2．知道波发生反射时，反射角等于入射角、反射波的频率、波速和波长都与入射波相同．3．知道波发生折射是由于波在不同的介质中速度不同．知道折射角与入射角的关系．二、重点难点重点：波的反射和折射定律．难点：对波面和波线概念的理解．三教学过程：机械振动在介质中的传播形成机械波．我们通过波速、周期等物理量描述了机械波，波作为一种运动的形式既具有一般运动所具有的普遍性，又具有区别于其他运动形式的特殊性．波的反射和折射、波的衍射、波的干涉这些现象是波动形式的共同特性，也是学好以后知识的基础．（一）波的反射【演示】在水波槽的装置中，把一根金属丝固定在振动片上，当金属片振动时，金属丝周期性的触动水面，形成波源，在水面上从波源发出一列圆形波．将实验现象用仪在屏幕上，可观察到：（1）水面上形成一列圆形波（2）画面上的圆形是朝各个方向传播的波峰波谷．1．波面和波线（1）波面：同一时刻，介质中处于波峰或波谷的质点所构成的面叫做波面．（2）波线：用来表示波的传播方向的跟各个波面垂直的线叫做波线．如图所示．惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。

2．波的反射：波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射．【演示】观察反射现象．在水波槽中放一块长木板，会看到从波源发出的圆形波，遇到长木板后有一列圆形波从长木板反射回来．3．反射规律（1）入射角（i）和反射角（）：入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角．反射波的波线与平面法线的夹角叫做反射角．如图所示。

（2）反射规律①反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。

②反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同．4．波遇到两种介质界面时，总存在反射．（二）波的折射【演示】在水槽的一部分底面上放一块厚玻璃板，使槽分为深水区和浅水区两个区域，（水波在这两个区域中传播速度不同，因而可以把这两个区域看做是不同的介质），让水波从深水区射到两个区域分界面上，并用仪将演示现象到屏幕上．同学们可以看到波由深水区进入浅水区继续传播，但是改变了传播方向．1．波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射．2．折射规律：（1）折射角（r）：折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角．如图所示．（2）折射定律①折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比可见：当时，折射角折向法线当时，折射角折离法线当垂直界面入射（）时，传播方向不改变，属折射中的特例．②在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变．3．波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同．巩固练习：课本第38页小结：略作业：。

第4讲　惠更斯原理　波的反射与折射[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，知道反射定律和折射定律．一、惠更斯原理1．内容：波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的波源，从这些点发出球面形状的子波，其后任一时刻这些子波波前的包络面就是新的波前．2．应用：根据惠更斯原理，可以用几何作图的方法，由已知的某一时刻波前确定下一时刻波前，从而确定波的传播方向．二、波的反射1．定义：波在传播的过程中，遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象叫波的反射．2．反射定律：当波传播到两种介质的交界处发生反射时，入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分别位于法线两侧，而且反射角等于入射角；反射波的波长、频率和波速都与入射波相同．三、波的折射1．定义：波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折的现象叫做波的折射．2．折射定律波在介质中发生折射时，入射线、法线、折射线(即折射波线)在同一平面内，入射线与折射线分别位于法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于波在第一种介质中的传播速度跟波在第二种介质中的传播速度之比．对给定的两种介质，该比值为常数．＝v 1v 2sin i sin r 3．结论(1)当v 1＞v 2时，i ＞r ，折射线偏向法线．(2)当v 1＜v 2时，i ＜r ，折射线偏离法线．(3)当垂直界面入射(i ＝0)时，r ＝0，传播方向不变，是折射中的特殊情况.一、对惠更斯原理的理解1．惠更斯原理中，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、波的衍射、干涉和折射现象，但无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小关系．【例1】　(多选)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 波现象波的反射波的折射比较项 传播方向改变　θ反＝θ入改变　θ折≠θ入频率f不变不变波速v不变改变波长λ不变改变特别提醒　(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v＝λf知，波长λ与波速和频率有关，反射波与入射波，频率同，波速同，故波长相同，折射波与入射波在不同介质中传播，频率同，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( )图1A ．2与1的波长、频率相等，波速不等B ．2与1的波速、频率相等，波长不等C ．3与1的波速、频率、波长均相等D ．3与1的频率相等，波速、波长均不等解析　反射波的波长、频率、波速与入射波都应该相等，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( )图 2A ．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解析　波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关，故同一音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相同．但机械波在介质中传播的速度只取决于介质性质，与波的频率无关，声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度．由v ＝λf 知，声波在水中的波长应较大，对应于题图中波形曲线b ，故只有A 正确．答案　A三、反射现象的应用1．回声测距：(1)当声源不动时，声波遇到了静止的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s ＝v 声.t2(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 ).t2(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为s ＝(v 声－v ).t22．超声波定位：蝙蝠能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来，蝙蝠就依据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或目标位置，从而确定飞行方向．另外海豚、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)解析　若汽车静止问题就简单了，现汽车运动，声音传播，如图所示为汽车与声波的运动过程示意图．设汽车由A 到C 路程为x 1，C 点到山崖B 距离为x ；声波由A 到B 再反射到C 路程为x 2，因汽车与声波运动时间同为t ，则有x 2＝x 1＋2x ，即v 声t ＝v 汽t ＋2x ，所以x ＝＝m ＝325 m.(v 声－v 汽)t 2(340－15)×22答案　325 m对惠更斯原理的理解1．(多选)下列说法中正确的是( )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解析　任何波的波线都与波面相互垂直，波线都表示波的传播方向，故B 、C 正确，A 、D 错误．答案　BC波的反射与折射2．(多选)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，是波的反射现象解析　A 、B 、C 选项中应用了波的反射现象；D 选项应用了波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改变，故D 错误．答案　ABC3．如图3所示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Ⅰ中的速度为v 1，波在介质Ⅱ中的波速为v 2，则v 1∶v 2为( )图3A ．1∶B ．∶122C ．∶D ．∶3223解析　根据折射定律＝，可得＝＝∶，所以选项C 正确．sin isin r v 1v 2v 1v 2sin 60°sin 45°32答案　C4．如图4所示，利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接受装置的渔船上，当它向选定的方向发射出频率为5.8×104 Hz 的超声波后，经过0.64 s 收到从鱼群反射回来的反射波，已知频率为5.8×104 Hz 的超声波在水中的波长为2.5 cm.则这群鱼跟渔船的距离为m.图4解析　鱼跟渔船的距离为s ，根据波的反射t ＝①2sv 又波速公式v ＝λf ②由①②两式得：s ＝464 m题组一　惠更斯原理1．(多选)下列说法正确的是( )A．波线表示波的传播方向B．波面表示波的传播方向C．只有横波才有波面D．波传播中某时刻任一波面上各子波波前的包络面就是新的波前解析　波线表示波的传播方向，故A正确，B错误；所有的波都具有波面，故C错误；由惠更斯原理可知，D正确．答案　AD2．下列说法中正确的是( )A．水波是球面波B．声波是球面波C．只有横波才能形成球面波D．只有纵波才能形成球面波解析　该题考查了波面，根据球面波的定义可知：若波面是球面则为球面波，与是横波还是纵波无关，由此可知B正确，C、D不正确；由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A不正确．答案　B题组二　波的反射与折射3．声波从声源发出，在空中向外传播的过程中( )A．波速在逐渐变小B．频率在逐渐变小C．振幅在逐渐变小D．波长在逐渐变小解析　根据惠更斯原理知，声波从声源发出后，在空中向外传播的过程中，形成了以波源为中心的波面，面上的每个点都是子波的波源，然后子波波前形成包络面，即为新的波前，但声源提供的能量一定，在形成新的波前后，总能量不变，但每个新波前获得的能量减少，故在波的传播过程中振幅逐渐减小，故应选C．4．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( )A．声波频率不变，波长变小B．声波频率不变，波长变大C．声波频率变小，波长变大D．声波频率变大，波长不变解析　该题考查波在发生折射时，波速、波长、频率是否变化的问题．由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变，故C、D错；又因波在水中速度较大，由公式v＝λf可得，波在水中的波长变大，故A错，B正确．答案　B5．(多选)下列现象中属于声波反射现象的是( )A．隔着墙能听到房间外面有人讲话B．音响设备制作时要考虑混合效应C．夏日的雷声有时轰鸣不绝D．在水里的人能听到岸上的声音解析　反射现象是波在同一种介质中的传播，因此B、C正确；波在不同种介质中传播是折射现象，D不正确；A是在同一种介质的另一面传播，不是反射现象．答案　BC6．(多选)一列波由固体传入液体时，下列说法中正确的是( )A．入射波的波长大于折射波的波长B．入射波的波速大于折射波的波速C．入射波的频率大于折射波的频率D．入射波的入射角大于折射波的折射角解析　固体波速大于液体波速，而波的频率并未变化，所以选项A、B正确，C错误；由折射定律可知，选项D正确．答案　ABD7．(多选)如图1所示，一机械波由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN上发生偏折．下列说法正确的是( )图1A ．波在介质Ⅰ中传播的速度大B ．波在介质Ⅱ中传播的速度大C ．波在介质Ⅰ中和介质Ⅱ中传播的速度之比为3D ．波在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为3解析　由波的折射定律＝可知v 1＜v 2，且＝＝＝，故B 、D 正确．v 1v 2sin isin r v 1v 2sin 30°sin 60°123213答案　BD8．人耳只能区分相差0.1 s 以上的两个声音，人要能听到自己讲话的回声，离障碍物的距离至少要大于( )A ．34 mB ．17 mC ．100 mD ．170 m解析　声波在空气中传播的速度约为340 m/s ，因此2s ＝v t ，s ＝＝17 m ，B 正确．vt2答案　B9．人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话声音要洪亮，是因为( )A ．室内空气不流动B ．室内声音多次反射C ．室内声音发生折射D ．室内物体会吸收声音解析　人在室内说话，声波会被室内物体、墙壁反射，甚至反射多次，因而显得声音洪亮．答案　B10．甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a m ，距墙均为a m ，当甲开了一3枪后，乙在t s 后听到第一声枪响，则乙在什么时候才听到第二声枪响( )A ．听不到B ．甲开枪后3t sC ．甲开枪后2t sD ．甲开枪后s 3＋72解析　如图所示，第一声枪响是从甲直接传到乙，所需时间t ＝①2av第二声枪响是声波经墙反射后传到乙，根据波的反射定律，反射后声波所走路程s ′＝2＝4a m ．所需时间t ′＝＝②a 2＋(3a )2s ′v 4av由①②得t ′＝2t ，故C 项正确．答案　C题组三　综合应用11．一声波在空气中的波长为25 cm ，速度为340 m/s ，当折射进入另一种介质时，波长变为80 cm ，求：(1)声波在这种介质中的频率；(2)声波在这种介质中的传播速度．解析　(1)声波由空气进入另一种介质时，频率不变，由v ＝λf 得f ＝＝ vλ34025×10－2Hz ＝1 360 Hz.(2)因频率不变，有＝，得：v ′＝v ＝×340 m/s ＝1 088 m/s.v λv ′λ′λ′λ80×10－225×10－2答案　(1)1 360 Hz (2)1 088 m/s12．如图2所示，一列平面波朝着两种介质的界面传播，A 1A 2是它在介质Ⅰ中的一个波面，C 1和C 2位于两种介质的界面上，B 1B 2是这列平面波进入介质Ⅱ后的一个波面；A 1C 1和A 2C 2是它的两条波线，入射角为θ1，折射角为θ2，波在Ⅰ、Ⅱ介质中的传播速度分别为v 1和v 2.图2(1)试根据惠更斯原理证明：＝；sin θ1sin θ2v 1v 2(2)若已知θ1＝53°(sin 53°＝0.8)，A 1A 2的长度为0.6 m ，介质Ⅰ和介质Ⅱ中的波速之比为v 1∶v 2＝4∶3，则：A 1C 1B 1与A 2C 2B 2的长度相差多少？解析　(1)证明：如图，根据惠更斯原理画出波面C 1D 1与C 2D 2在Rt △C 1D 1C 2和Rt △C 2D 2C 1中：∠C 2C 1D 1＝θ1，∠C 1C 2D 2＝θ2，有：sin θ1＝，D 1C 2C 1C 2sin θ2＝C 1D 2C 1C 2又因为D 1C 2＝v 1t C 1D 2＝v 2t所以联立各式得：＝得证．sin θ1sin θ2v 1v 2(2)根据＝，v 1∶v 2＝4∶3和θ1＝53°sin θ1sin θ2v 1v 2得：θ2＝37°所以C 1C 2＝1.0 m ，D 1C 2＝0.8 m ，C 1D 2＝0.6 m ，所以A 1C 1B 1与A 2C 2B 2的长度相差Δr ＝D 1C 2－C 1D 2＝0.2 m.答案　(1)见解析　(2)0.2 m。

第2节波的反射和折射教学目标：（一）知识与技能1、知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射。

2、知道波发生反射时，反射角等于入射角，反射波的频率、波速和波长都与入射波相同。

3、知道波发生折射是由于波在不同的介质中速度不同，知道折射角与入射角的关系。

（二）过程与方法培养学生对实验的观察、分析和归纳的能力。

（三）情感、态度与价值观通过对现象的观察、解释、培养学生观察生活，探索知识的能力。

教学重点：1、波的反射和折射现象。

2、知道波的反射和折射现象中折射角与入射角及反射角的关系。

3、理解波发生折射时的频率、波速和波长都不改变。

教学难点：用波的反射和折射现象解决实际问题。

教学方法:自学辅导法教学用具：实物投影仪，自制投影片，水波槽，长木板和厚玻璃板各一块教学过程：（一）引入新课［放录像］一位演员在山中唱山歌，歌声缭绕不断。

［提出问题］为什么会产生上述现象？［学生讨论分析］上述录像中：演员发出的声波传到山崖时，会返回来继续传播，使我们听到回声，这属于声波的反射现象。

那么：水波在传播过程中遇到障碍物时，能不能产生反射现象呢？［做演示实验，并通过实物投影仪投影］在水波槽的装置中，把一根金属丝固定在振动片上。

a．让振动片开始振动，金属丝将周期性地触动水面，形成波源。

观察到的现象：在水面上从波源发出一列圆形水波。

b．在水槽中放一块长木板，让波源发出圆形波，观察水波遇到长木板后发生的现象。

观察到的现象：从波源发出的圆形波遇到长木板后，有一列圆形波从长木板反射回来。

教师：波的反射现象中遵循哪些规律呢？这节课我们就来学习有关的内容。

（二）新课教学1、波面和波线教师：引导学生阅读教材有关内容，思考问题：（1）什么是波面？什么是波线？（2）对于水波和空间一点发出的球面波为例，如何理解波面和波线？学生：阅读教材，思考问题。

［投影］出示圆形波的照片。

介绍什么是波面和波线：（1）照片中的圆形是朝各个方向传播的波峰（或波谷）在同一时刻构成的，叫做波面。

第2节 波的反射和折射
课前预习
情境导入
北京天坛公园的回音壁是明代修建的，已有300多年的历史，它是一个圆形的墙壁，直径有65 m ，一个人对着回音壁说话，另一个人贴近回音壁可以听到前一个人的声音，回音壁充分显示了我国劳动人民的智慧.你能分析一下它的物理原理吗？
简答：回音壁是利用了声波反射的原理，如果一个人对着墙壁说话，他发出的声波沿着圆形的回音壁多次反射，另一个贴近回音壁的人就可以听到他的声音.
知识预览
1.从波源发出的波，经过同一传播时间达到的各点能组成的面叫做__________或__________.用来表示波的传播方向的线称为__________，波线与各个波面总是__________的. 答案：波阵面 波面 波线 垂直
2.介质中波阵面上的每一个点，都可以看成一个_____________，这些新波源发出__________，经过一段时间后，这些子波的包络面就构成下一时刻的__________.这就是惠更斯原理.
答案：新的波源 子波 波面
3.波遇到障碍物时会__________继续传播的现象叫做波的反射.波发生反射时，反射角__________入射角，反射波的波长、频率、波速跟入射波__________.
答案：返回来 等于 相同
4.波从一种介质进入到另一介质时，传播方向发生__________的现象，叫做波的折射.波发生折射时，入射角与折射角和波速之间有下述关系：_____________.
答案：偏折
21s i n s i n v v r i。

2.4 惠更斯原理 波的反射与折射[先填空]1.在均匀介质中，质点的振动会向各个方向匀速传播，形成球面波.2.波在介质中传播时，任一时刻介质振动步调相同的点的包络面叫做波面；最前面的波面又叫波前，垂直于波面并指向波传播方向的直线叫做波线.如图2-4-1所示.图2-4-13.波面是平面的波叫做平面波.4.惠更斯原理的内容是：介质中波前上的各点，都可以看成是一个新的波源(子波源)，并发出子波；其后，这些子波的包络面就是新的波面.[再判断]1.只有平面波的波面才与波线垂直.(×)2.任何波的波线与波面都相互垂直.(√)3.任何波的波线都表示波的传播方向.(√)[后思考]波面一定是平面吗？根据下图思考波线与波面的关系是怎样的.图2-4-2【提示】波面不一定是平面.波线与波面互相垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面.[核心点击]1.惠更斯原理的实质：波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波速和频率，此后每一时刻的子波波面的包络面就是该时刻总的波动的波面.其核心思想是介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的.2.惠更斯原理的局限性：光的直线传播、反射、折射等都能用此来进行较好的解释.但是，惠更斯原理是比较粗糙的，用它不能解释衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系，而且由惠更斯原理推知有倒退波的存在，而倒退波显然是不存在的.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.同一振源的不同波面上的质点的振动情况一定不同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E.波面可以表示波的传播方向【解析】按照惠更斯原理：波面是由振动情况完全相同的点构成的面，而不同波面上质点的振动情况可能相同，如相位相差2π整数倍的质点的振动情况相同，故A对，B错.由波面和波线的概念，不难判定C、D正确.只有波线才能表示波的传播方向，E错误.故正确答案为A、C、D.【答案】ACD2.下列叙述中正确的是()A.空间点波源发出的球面波，其波面是一个球面，波线就是以波源为圆心的同心圆B.平面波的波线是一条直线，其波线相互平行C.根据惠更斯原理，波面各点都可看作一个子波源，子波前进的方向的包络面就是该时刻的波面D.利用惠更斯原理，只要知道t时刻波面的位置和波速，就可确定t＋Δt时刻波面的位置E.不同波面上的质点振动情况一定不相同【解析】球面波的波线沿球面的半径方向，A错误.平面波的波线是一条直线，由于波线与波面垂直，故平面波的波线相互平行，B正确.由惠更斯原理可知，C正确.利用惠更斯原理，只要知道t时刻波面的位置和波速，就可确定另一时刻波面的位置，D正确.不同波面上质点的振动情况可能相同，如相位差相差2π整数倍的质点的振动情况相同，故E错误.【答案】BCD利用惠更斯原理解释波的传播的一般步骤1.确定一列波某时刻一个波面的位置.2.在波面上取两点或多个点作为子波的波源.3.选一段时间Δt.4.根据波速确定Δt时间后子波波面的位置.5.确定子波在波前进方向上的包络面，即为新的波面.6.由新的波面可确定波线及其方向.[先填空]1.机械波的反射规律(1)波遇到障碍物时会返回来继续传播，如图2-4-3所示.图2-4-3(2)反射定律①入射角：入射波线与反射面法线的夹角，如图中的α.②反射角：反射波线与反射面法线的夹角，如图中的β.③反射定律：反射波线、入射波线和法线在同一平面内，反射波线和入射波线分别位于法线两侧，反射角等于入射角.2.机械波的折射规律(1)折射现象波在传播过程中，由一种介质进入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象，如图2-4-4所示.图2-4-4(2)折射规律①频率：频率不变.②波速：发生改变.③波长：发生改变.(3)折射定律①内容：入射角的正弦跟折射角的正弦之比，等于波在第Ⅰ种介质中的波速与波在第Ⅱ种介质中的波速之比.②公式：sin i sin r ＝v 1v 2.[再判断]1.反射波的频率、波速与入射波相同.(√)2.折射波的频率、波速与入射波相同.(×)3.发生波的折射时，折射角的大小一定和入射角成正比. (×) [后思考]人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁.你能说出其中的道理吗？【提示】 当用手附在耳旁时，手就可以反射一部分声波进入人耳，以提高耳的接收能力.[核心点击] 1.回声测距(1)当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会返回来继续传播，由于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s ＝v声t 2.(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 )t2.(3)当声源以速度v 远离静止的障碍物或障碍物以速度v 远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离s ＝(v 声－v )t2.2.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物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向.3.波的反射、折射现象中各量的变化(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v ＝λf 知，波长λ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.具体见下表所示.3.如图2-4-5所示为一束平面波从介质1进入另一种介质2的情形，则波从介质1进入介质2时波速将________(选填“增大”或“减小”)，其入射角和折射角的正弦之比为________.图2-4-5【解析】 由公式sin i sin r ＝v 1v 2可知，当v 1＞v 2时，i ＞r ，即折射角折向法线，折射角小于入射角；当v 1＜v 2时，i ＜r ，即折射角折离法线，折射角大于入射角；sin i sin r ＝sin 30°sin 60°＝1232＝33.【答案】增大3 34.一列声波从空气中传入水中，已知水中声速较大，则声波频率________，波长________.【解析】由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变.又因波在水中速度较大，由公式v＝λf可得，波在水中的波长变大.【答案】不变变大5.某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为340 m/s，在海水中的波长为4.5 m.(1)该波的频率为________Hz，在海水中的波速为________ m/s.(2)若物体在海面上发出的声音经过0.5 s听到回声，则海水深为多少？(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声？【解析】(1)由f＝vλ得f＝3401Hz＝340 Hz，因波的频率不变，则在海水中的波速为v海＝λ′f＝4.5×340 m/s＝1 530 m/s.(2)入射声波和反射声波用时相同，则海水深为h＝v海t2＝1 530×0.52m＝382.5 m.(3)物体与声音运动的过程示意图如图所示，设听到回声的时间为t′，则v物t′＋v海t′＝2h代入数据解得t′＝0.498 s.【答案】(1)340 1 530(2)382.5 m(3)0.498 s回声测距的方法技巧利用回声测距是波的反射的一个重要应用，它的特点是声源正对障碍物，声源发出的声波与回声在同一条直线上传播.1.若是一般情况下的反射，反射波和入射波是遵从反射定律的，可用反射定律作图后再求解.2.利用回声测距时，要特别注意声源是否运动，若声源运动，声源发出的原声至障碍物再返回至声源的这段时间与声源的运动时间相同.3.解决波的反射问题，关键是根据物理情景规范作出几何图形，然后利用几何知识结合物理规律进行解题.。

1 光的反射和折射【学习目标】1、掌握光的折射定律2、了解介质的折射率与光速的关系；3、掌握介质的折射率的概念．【重点难点】光的折射定律；测量光的折射率【课前预习】一、反射及反射定律（1）光的反射：光从一种介质射到它与另一种介质的时，一部分光会返回到第一种介质的现象。

（2）反射定律：反射光线与入射光线、法线在，反射光线与入射光线分别位于法线的；反射角入射角。

二、折射及折射定律（1）光的折射:光从一种介质照射到两种介质的时，一部分光进入另一种介质的现象。

（2）折射定律：折射光线与入折射光线、法线处在内，折射光线与入折射光线分别位于的两侧，入射角与折射角的正弦成正比，即 （3）光路可逆性：在光的反射现象和折射现象中，光路都是的。

三、折射率：（1）定义：光从射入某种介质发生折射时，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比，叫该介质的绝对折射率，简称折射率，用表示。

（2）定义： （3）折射率与光速的关系：光在不同介质中的不同，且都光在真空中的传播速度；某种介质的折射率等于光在的速度与光在的速度之比，即。

【预习检测】1θ2θ1221sin sin n =θθ1θ2θn 21sin sin θθ=n vc n =1．光的反射定律：__________、__________和法线在同一平面内，并分居法线两侧，_______角等于___________角。

2．光的折射定律：________、_________和法线在同一平面内，并分居法线两侧，________________与________________成正比。

3．某种介质的折射率等于光在___________中的传播速度c 与光在____________中的传播速度v 的比值，即n=__________。

4．如图所示，平面镜AB 水平放置，入射光线PO 与AB 夹角为30°，当AB 转过20°角至A ′B ′位置时，下列说法正确的是 ( )A ．入射角等于50°B ．入射光线与反射光线的夹角为80°C ．反射光线与平面镜的夹角为40°D ．反射光线与AB 的夹角为60°5．在平面镜中看到的时钟钟面的像如图所示，则此时钟所指的时刻为 ( )A ．9∶20B ．3∶40C ．2∶40D ．4∶50▲ 堂中互动▲【典题探究】【例1】如图所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n=玻璃表面.2（1）当入射角θ1=45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多少？（2）当入射角θ1为多少时，反射光线和折射光线垂直？【拓展】:分析解决光的折射问题的一般方法：（1）根据题意画出正确的光路图；（2）利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角的确定；（3）利用反射、折射定律求解；（4）注意在折射现象中，光路是可逆的.变式训练1:光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率是（ )A. B. C. D.变式训练2:如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO 以入射角i 照射到液面上，反射光OB 射到水平的光屏上，屏上用光电管将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现点B 在屏上向右移动了Δs 的距离到B′，由此可知液面（填“升高”或“降低”）.232/23/3【例2】在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用插针法找出与入射光线对应的出射光线，现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图所示的四组插针结果. （1）从图上看，肯定把大头针插错了的同学是________.（2）从图上看，测量结果准确度最高的同学是________.方法小结:光线透过平行玻璃砖时出射光线与入射光线平行，且从空气射入玻璃时，入射角大于折射角，因而光线透出时相当于入射光线向右下侧发生偏移，另外，插针确定光路时，入射角稍大些好且插针相距稍远些好.变式训练1:如图所示，在用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下各说法正确的是（)A.P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度B.P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度C.入射角i适当大些，可以提高准确度D.入射角太大，入射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行变式训练2:如图所示中一半圆形玻璃外面插下P1、P2、P3、P4四个大头针，P3、P4可挡住P1、P2所成的像，已知O、P2、P1在一直线上，O、P3、P4也在一直线上，P1、P4点分别为（1，)、(-,-1)，则折射率为___________________，若将玻璃砖绕O点在纸面上旋转15°，仍要P4挡住P2、P1像，则P4′点的坐标为______________.问题探究问题：如何设计实验，探究影响玻璃折射率大小的因素？导思：在做此实验时，为了使测定结果更为准确，有以下几点需要注意：（1）插针P1与P2、P3与P4的间距要适当的大些，不要靠得太近，选择玻璃砖时，宽度宜大些，这样可减小确定光路方向时出现的误差，提高测量的准确度.（2）入射角不能太小（接近0°）也不能太大（接近90°），因为入射角太小时，折射角就会更小，测量时相对误差增大；入射角太大时，导致反射光太强、折射光太弱，不易观察，很难确定P3、P4的位置.（3）如果通过插针P1、P2的连线的光线射向玻璃右侧，且入射角又大于某一数值，会出现隔着玻璃砖沿P2、P1方向观察不到P1、P2两插针情况，此时的光路图如图2所示，遇到这种现象，可将玻璃砖沿aa′界面向右平移.（4）实验中一旦玻璃砖宽度所定的界面线aa′和bb′画好后，放置的玻璃砖就不要随便移动，如果玻璃砖稍微斜移动，测得的折射率肯定发生变化.如果稍微上下平移了玻璃砖对测量结果没有影响，其光路如图3所示.33（5）本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖而采用三棱镜、半圆形玻璃砖，只是出射光与入射光不平行，但一样能测出折射率.探究：实验，照图4那样，先在白纸上画一条直线aa′作为界面，过aa′上的一点O 画出界面的法线NN′，并画一条线段AO 作为入射光线，然后把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟 aa′对齐，画出玻璃砖的另一边bb′，在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃观察大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向，直到P 1的像被P 2挡住，再在观察的这一侧插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 1、P 2的像及P 3，记下P 3、P 4的位置.移去大头针和玻璃砖，过P 3、P 4引直线O′B ，与bb′交于O′，直线O′B 就代表了沿AO 方向入射的光线透过玻璃砖后的传播方向，连接OO′，OO′就是折射光线的方向，入射角i=∠AON ，折射角r=∠O′ON′.用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记入自己设计的表格里.用上面的方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°、75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里.算出不同入射角的的值，比较一下，看它们是否接近于一个常数，求出几次实验中测得的的平均值，就是玻璃的折射率. 探究结论：通过实验探究，可以发现，当入射角分别取不同值时，折射角也不同，但ri sin sin ri sin sin r isin sin的值近似相等，所以说介质对光的折射率的大小由介质本身的性质决定，与入射角和折射角的大小无关.——★ 参 考 答 案 ★——【预习检测】1、反射光线，入射光线，入射，反射2、折射光线，入射光线，入射角的正弦，折射角的正弦3、真空，该介质，4、B5、C ▲ 堂中互动▲【典题探究】【例1】思路[解析]设折射角为θ2， 由n===,所以θ2=30°，又θ1′=45°，则反射光线与折射光线的夹角θ=180°－θ1′－θ2=105°.（2）当反射光线和折射光线垂直时，θ1′+θ2=90°，n==i=s=tanθ1 则入射角θ1=arctan .变式训练1:[答案]B变式训练2：[答案]降低【例2】思路[解析]由上图可知，乙图中出射线向左上侧偏移不符合实际，肯定插错了，甲、丙和丁相比较，前面两者入射角及两个插针间距比图丁小些，故丁同学测量最准确.[答案]（1）乙（2）丁变式训练1:[答案]:B,C变式训练2:[答案]: (-,+1)cv 21sin sin θθ2sin θ21245sin sin 1==οn θ21sin sin θθ'11sin sin θθ21cos sin θθ233。

四、惠更斯原理 波的反射和折射教学目标1．明白波面和波线，和波传播到两种介质的界面时同时发生反射和折射2. 明白波发生反射现象时，反射角等于入射角，明白反射波的频率，波速和波长与入射波相同3. 明白折射波与入射波的频率相同，波速与波长不同，明白得波发生折射的缘故是波在不同介质中速度不同，把握入射角与折射角的关系重点难点重点：惠更斯原理，波的反射和折射规律难点：惠更斯原理设计思想波的发射和折射在初中已经初步了解，学生有这方面的大体知识，但惠更斯原理比较抽象难懂，因此在教学设计时多注重图像集合的方式让学生领会。

同时应注重知识与实际生活的联系，以增强学生学习的爱好和热情，在教学中多采纳多媒体展现物理情景，并通过实例让学生把握应用物理知识解决问题的能力。

教学资源 《波的反射和折射》多媒体课件教学设计【课堂引入】有关波的反射和折射的两幅图片问题：图中描述了什么现象？这两个现象说明了什么问题？（学生的答案更多的集中在回声和水波的波纹）为了进一步探讨机械波在传播进程中的反射和折射原理，咱们一路来学习波的反射和折射【课堂学习】学习活动一：惠更斯原理问题1：什么是波面和波线？波面：同一时刻，介质中处于波峰或波谷的质点所组成的面叫做波面．波线：用来表示波的传播方向的跟各个波面垂直的线叫做波线．问题2：什么是惠更斯原理？介质中任一波面上的各点，都能够看做发射子波的波源，而后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面即是新的波面。

依照惠更斯原理，只要明白某一时刻的波阵面，就能够够确信下一时刻的波阵面。

· · · · · 波传播方向学习活动二：波的反射问题1：什么是入射角和反射角？入射角（i ）和反射角（i’）：入射波的波线与平面法线的夹角i 叫做入射角．反射波的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射角．问题2：什么是波的反射？波碰到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射．问题3：反射规律的内容是什么？反射规律的内容：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线双侧，反射角等于入射角。

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．一、惠更斯原理1．波面：从波源发出的波，经过同一传播时间到达的各点所组成的面，叫做波阵面或波面．波面为球面的波称为球面波，波面是平面的波称为平面波．2．波线：用来表示波的传播方向的线．波线与各个波面总是垂直的．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．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，入射波线与反射面法线的夹角叫做入射角，反射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、入射波线和法线在同一平面内，反射波线和入射波线分别位于法线两侧，反射角等于入射角．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，传播方向发生偏折的现象．2．入射角与折射角在波的折射中，入射波的波线与法线的夹角叫做入射角i，折射波的波线与法线的夹角叫做折射角r.3．入射角与折射角和波速之间的关系(折射定律)：sini sinr ＝v1v2.一、对惠更斯原理的理解1．惠更斯原理中，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、频率和波速波现象比较项波的反射波的折射传播方向改变θ反＝θ入改变θ折≠θ入频率f 不变不变波速v 不变改变波长λ不变改变特别提醒(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v＝λf知，波长λ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图1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( )A．2与1的波长、频率相等，波速不等B．2与1的波速、频率相等，波长不等C．3与1的波速、频率、波长相等D．3与1的频率相等，波速、波长均不等解析反射波的波长、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图2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解析 声波在水和空气中频率相同，而在水中波速大，由v ＝λf 可知，水中波长大，故选A. 答案 A三、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s ＝v 声t 2.(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 )t 2.(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 )t 2.2．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15m/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) 解析如图所示为汽车与声波的运动过程示意图．设汽车由A 到C 路程为x 1，C 点到山崖B 距离为x ；声波由A 到B 再反射到C 路程为x 2，因汽车与声波运动时间同为t ，则有x 2＝x 1＋2x 即v声t ＝v 汽t ＋2x ，所以x ＝(v 声－v 汽)t 2＝(340－15)×22m ＝325m. 答案 325m对惠更斯原理的理解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 答案 ABCD图33．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Ⅰ中的波速为v 1，波在介质Ⅱ中的波速为v 2，则v 1∶v 2为( ) A ．1∶2B.2∶1 C.3∶2D.2∶ 3解析 根据折射定律sini sinr ＝v1v2，可得v1v2＝sin60°sin45°＝3∶2，C 正确．答案 C(时间：60分钟)题组一 惠更斯原理 1．下列说法正确的是( ) A ．波线表示波的传播方向 B ．波面表示波的传播方向 C ．只有横波才有波面D ．波传播过程中某时刻任一波面上各子波波面的包络面就是新的波面解析波线表示波的传播方向，故A正确，B错误；所有的波都具有波面，故C错误；由惠更斯原理可知，D正确．答案AD2．下列说法中正确的是( )A．根据惠更斯原理可知，介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源B．惠更斯原理只能解释球面波的传播，不能解释平面波的传播C．若知道某时刻一列波的某个波面的位置，由惠更斯原理就可以确定波的传播方向D．惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的反射与折射等相关现象解析惠更斯原理将介质中任一波面上的各点看做发射子波的波源，可以解释波传播中的包括反射、折射在内的传播规律，故A、D正确．答案AD题组二波的反射与折射3．声波从声源发出，在空中向外传播的过程中( )A．波速在逐渐变小B．频率在逐渐变小C．振幅在逐渐变小D．波长在逐渐变小解析根据惠更斯原理知，声波从声源发出后，在空中向外传播的过程中，形成了以波源为中心的波面，面上的每个点都是子波的波源，然后又形成子波波面，形成包络面，即为新波面．但声源提供的能量一定，在形成新的波面后，总能量不变，但每个新波面获得的能量减少，故在波的传播过程中振幅逐渐减少，故C正确．答案 C4．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( )A．声波频率不变，波长变小B．声波频率不变，波长变大C．声波频率变小，波长变大D．声波频率变大，波长不变解析 由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变，故C 、D 错；又因波在水中速度较大，由公式v ＝λf 可得，波在水中的波长变大，故A 错，B 正确． 答案 B5．人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话声音要洪亮，是因为( ) A ．室内空气不流动B ．室内声音多次反射 C ．室内声音发生折射D ．室内物体会吸收声音 答案 B6．下列现象中属于声波反射现象的是( ) A ．隔着墙能听到房间外面有人讲话 B ．音响设备制作时要考虑混合效应 C ．夏日的雷声有时轰鸣不绝 D ．在水里的人能听到岸上的声音解析 反射现象是波在同一种介质中的传播，因此B 、C 正确．波在不同种介质中传播是折射现象，D 错误．A 是波的衍射现象． 答案 BC7．一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质中的波长为λ2，且λ1＝3λ2，那么波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为( ) A ．3∶1；1∶1B．1∶3；1∶4 C ．1∶1；3∶1D．1∶1；1∶3解析 同一列波频率不变，v ＝λf ，v1v2＝λ1λ2＝31，故C 项正确．答案 C8．下列说法正确的是( )A ．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短B ．波发生反射时，波的频率、波长、波速均不变C ．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化D ．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化解析 波发生反射时，波在同一种介质中传播，频率、波长和波速均不变，选项A 错误，选项B 正确；波发生折射时，是从一种介质传播到另一种介质，波速发生变化，波的频率由波源决定，所以波的频率不变，由公式v ＝λf 可知，波长和波速发生变化，选项D 错误，选项C 正确． 答案 BC9．人耳只能区分相差0.1s 以上的两个声音，人要能听到自己讲话的回声，离障碍物的距离至少要大于(v 声＝340m/s)( ) A ．34mB ．17mC ．100mD ．170m解析 声波在空气中传播的速度约为340m/s ，因此2s ＝vt ，s ＝vt2＝17m ，B 正确．答案 B 10.图1如图1所示，甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a ，与墙之间的距离均为3a ，当甲开了一枪后，乙在时间t 后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为( ) A ．甲开枪t 后 B ．甲开枪3t 后 C ．甲开枪2t 后D ．甲开枪3＋72t 后 解析 乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳中，故t ＝2av.甲、乙二人及墙的位置如题图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如题图中AC 和CB ，由几何关系可得A C ＝C B ＝2a ，故第二声枪响传到乙的耳中的时间为t ′＝A C ＋C B v ＝4av ＝2t .答案 C题组三 综合应用11．一声波在空气中的波长为25cm ，速度为340m/s ，当折射进入另一种介质时，波长变为80cm ，求：(1)声波在这种介质中的频率； (2)声波在这种介质中的传播速度．解析 (1)声波由空气进入另一种介质时，频率不变，由v ＝λf 得f ＝v λ＝34025×10－2Hz ＝1360Hz.(2)因频率不变，有v λ＝v ′λ′，得：v ′＝λ′λv ＝80×10－225×10－2×340m/s＝1 088 m/s.答案 (1)1360Hz (2)1088m/s12．一列波以60°入射角入射到两种介质的交界面，反射波刚好与折射波垂直．若入射波的波长为0.6m 求：(1)那么折射波的波长为多少？(结果保留两位有效数字) (2)反射波的波长为多少？解析 如图所示，设折射角为θ，由图可知，60°＋θ＝90°，则θ＝30°，由折射定律得v1v2＝sin60°sin30°，而v1v2＝λ1f λ2f ＝λ1λ2＝0.6λ2. 则0.6λ2＝sin60°sin30°，得λ2＝35m≈0.35m．反射波的频率和波速不变，所以其波长不变，仍为0.6m.答案 0.35m 0.6m。

第二节波地反射和折射三维教学目标1、知识与技能<1）知道波面和波线，以及波传播到两种介质地界面时同时发生反射和折射<2）知道波发生反射现象时，反射角等于入射角，知道反射波地频率，波速和波长与入射波相同<3）知道折射波与入射波地频率相同，波速与波长不同，理解波发生折射地原因是波在不同介质中速度不同，掌握入射角与折射角地关系2、过程与方法：3、情感、态度与价值观：教学重点：惠更斯原理，波地反射和折射规律教学难点：惠更斯原理教学方法：课堂演示，flash课件一.引入新课1．蝙蝠地“眼睛”：18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠是靠高频率地尖叫来确定障碍物地位置地.这种尖叫声在每秒2万到10万赫兹之间，我们地耳朵对这样频率范围内地声波是听不到地.这样地声波称为超声波.蝙蝠发出超声波，然后借助物体反射回来地回声，就能判断出所接近地物体地大小、形状和运动方式.2．隐形飞机F —117：雷达是利用无线电波发现目标，并测定其位置地设备.由于无线电波具有恒速、定向传播地规律，因此，当雷达波碰到飞行目标(飞机、导弹）等时，一部分雷达波便会反射回来，根据反射雷达波地时间和方位便可以计算出飞行目标地位置..雷达确定目标示意图由于一般飞机地外形比较复杂，总有许多部分能够强烈反射雷达波，因此整个飞机表面涂以黑色地吸收雷达波地涂料.一.波面和波线波面：同一时刻，介质中处于波峰或波谷地质点所构成地面叫做波面．波线：用来表示波地传播方向地跟各个波面垂直地线叫做波线．二.惠更斯原理荷兰物理学家惠 更 斯1.惠更斯原理：介质中任一波面上地各点，都可以看作发射子波地波源，而后任意时刻，这些子波在波前进方向地包络面便是新地波面.2.二.波地反射1.波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波地反射．2.反射规律•反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角.•入射角<i）和反射角<i’）：入射波地波线与平面法线地夹角i叫做入射角．反射波地波线与平面法线地夹角i’ 叫做反射角．•反射波地波长、频率、波速都跟入射波相同．•波遇到两种介质界面时，总存在反射三.波地折射1.波地折射：波从一种介质进入另一种介质时，波地传播方向发生了改变地现象叫做波地折射．2.折射规律：(1>.折射角<r）：折射波地波线与两介质界面法线地夹角r叫做折射角．2.折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角地正弦跟折射角地正弦之比等于波在第一种介质中地速度跟波在第二种介质中地速度之比：•当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线.•当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线.•当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中地特例．•在波地折射中，波地频率不改变，波速和波长都发生改变．•波发生折射地原因：是波在不同介质中地速度不同．由惠更斯原理，A、B为同一波面上地两点，A、B点会发射子波，经⊿t后，B点发射地子波到达界面处D点，A点地到达C点，申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途.。

波的反射和折射-鲁科版选修3-4教案
一、教学目标
1.了解波的反射和折射的基本概念和规律；
2.掌握计算折射角的方法及其在实际中的应用；
3.能够分析波的反射和折射现象，并进行实验验证。

二、教学重点与难点
1.重点：波的反射和折射的基本概念和规律；
2.难点：反射定律和折射定律的理解和应用。

三、教学内容及教学步骤
3.1 波的反射
1.老师介绍波的反射概念及实际意义；
2.老师讲解反射定律公式及其含义：
$$\\theta_i = \\theta_r$$
3.老师带领学生进行反射实验，如：用扫描仪照墙上的镜子，让学生观察反射现象；
4.老师让学生做练习，并进行讲解。

3.2 波的折射
1.老师介绍波的折射概念及实际意义；
2.老师讲解折射定律公式及其含义：
$$\\frac{sin\\theta_i}{sin\\theta_t} = \\frac{v_1}{v_2}$$
3.老师带领学生进行折射实验，如：用扫描仪照水中的物体，让学生观察折射现象；
4.老师让学生做练习，并进行讲解。

3.3 反射与折射的应用
1.老师介绍反射与折射在实际中的应用，如：反光镜、laser、水晶等；
2.老师带领学生进行反射与折射应用实验，如：反光镜制作、laser演示；
3.老师介绍全反射现象及其应用。

四、教学后记
本次课让学生通过实验感性认识了波的反射和折射现象。

通过讲解和练习，学生对折射定律和反射定律有了一定的认识。

同时，学生也了解了反射与折射在实际生活中的应用。