高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册4 波的反射与折射课文配套ppt课件

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必备知识·自主预习储备
知识点一　波的反射1．反射现象：波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象。2．反射规律：反射线、法线与入射线在同一_____内，反射线与入射线分居_____两侧，反射角_____入射角。思考　反射波的波长、频率、波速与入射波的相关量相同吗？提示：相同。
体验　1：思考辨析(正确的打√，错误的打×)(1)入射波的入射线与界面的夹角叫入射角。(　　)(2)入射波的波长和反射波的波长相等。(　　)
知识点二　波的折射1．波的折射：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，同样，一切波都会发生_____现象。2．水波的折射：水波在_____不同的水域传播时，在交界处将发生_____。思考　波的折射现象中，波在两种介质中的波长、频率、波速相同吗？提示：频率相同，波长、波速发生变化。
体验　2：思考辨析(正确的打√，错误的打×)(1)波在同一种介质中也能发生折射现象。(　　)(2)一切波都能发生反射，但不一定发生折射。(　　)(3)在波的折射现象中波速是不变的。(　　)
关键能力·情境探究达成
考点1　波的反射　考点2　波的折射　　
我们在山中、在大的空房间里大声说话时，都会听到回声，这属于波的什么现象？提示：波的反射现象。
1．反射定律(1)反射波的波线、法线和入射波的波线在同一平面内，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。(2)反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。2．能量变化反射波与入射波的波长、频率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，反射波传播的能量将减少。
思路点拨：根据反射定律画出声波传播的示意图，再用速度公式求时间。
波的反射应用技巧——回声测距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。
[跟进训练]1．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。
[答案]　340　1 530　
(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？
[答案]　382.5 m　
(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]　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]　0.498 s
可见：①当v1>v2时，i>r，折射波线偏向法线。②当v1【典例2】　一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2 m，当该声波从介质 Ⅰ 中以某一角度射入介质 Ⅱ 中时，波长变为0.6 m，如图所示，若介质 Ⅰ 中的声速是340 m/s。
(1)求该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；
[答案]　1 700 Hz　
(2)求该声波在介质Ⅱ中传播的速度；
[解析]　由v＝λf得声波在介质Ⅱ中的传播速度为v2＝λ2f2＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s。
[答案]　1 020 m/s　
(3)若另一种波在介质 Ⅱ 中的传播速度为1 400 m/s，按图中的方向从介质 Ⅰ 射入介质 Ⅱ 中，求它在介质 Ⅰ 和介质 Ⅱ 中的频率之比。
[解析]　该波由介质Ⅰ中传播到介质Ⅱ中的过程中，频率不变，故该波在介质Ⅰ中和介质Ⅱ中的频率之比为1∶1。
[跟进训练]2．一列波以60°的入射角射到两种介质的界面上，反射波刚好跟折射波垂直，若入射波的波长为0.6 m，那么折射波的波长为________m，反射波的波长为________m。
[答案]　0.35　0.6
学习效果·随堂评估自测
1．机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射，如果用射线表示波的传播方向，下列说法正确的是(　　)A．入射线与反射线一定在同一平面内，法线与这一平面垂直B．入射线与反射线可能在法线同侧C．“回声”是声波的反射现象D．“回声”是声波的折射现象
C　[波的反射遵守波的反射定律，即反射线在入射线和法线所决定的平面内，且入射线与反射线分居法线两侧，故A、B错误；声波遇到障碍物时可发生反射，形成回声，因此 “回声”是声波的反射现象，故C正确，D错误。故选C。]
2．一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B　[声波在水中的传播速度比空气中的传播速度大。在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长发生改变，由v＝λf可知，声波的波长变大。]
3．关于波的反射与折射，下列说法正确的是(　　)A．入射波的波长一定等于反射波的波长，其频率不变B．入射波的波长一定小于反射波的波长，其频率不变C．入射波的波长一定大于折射波的波长，其频率不变D．入射波的波长一定小于折射波的波长，其频率不变A　[入射波与反射波在同种介质中波速相同，频率由波源决定，频率相同，由v＝λf知波长相同，A正确，B错误；因不知介质情况，入射波与折射波波长无法比较，C、D错误。]
问题：肿瘤离肝表面的深度h为多少？
回归本节知识，自我完成以下问题：1．波在两种介质的界面处能否同时发生折射和反射现象？提示：能。2．在波的反射和折射现象中频率是否发生变化？提示：不变。3．波的反射和波的折射分别遵守什么规律？提示：波的反射遵守反射定律，波的折射遵守折射定律。
阅读材料·拓展物理视野
回声、混响和建筑声学各种波在传播过程中如果遇到大的障碍物，都会发生反射，声波也是这样。声波遇到普通房间的墙壁、地面、天花板也会反射，但是由于回声和原声几乎同时到达，而人耳只能分辨相差0.1 s以上的两个声音，所以在房间里不能听到回声，只会感到声音比在野外时大些；同时由于墙壁、地面、天花板对声波的多次反射，当声源停止发声后，声音要经过一段时间才会消失，这种现象叫作混响，这段时间叫作混响时间。混响时间的长短是音乐厅、剧院、礼堂等
建筑物的重要声学特性。对讲演厅来说，混响时间不能太长。我们平时讲话，每秒大约发出2至3个音节，如果混响时间太长，发出下一个音节的时候上一个音节的声音还很强，那就不容易听清楚。混响时间也不能太短，太短了听起来声音太小，就像在旷野里说话，同样听不清。处理各种建筑物的声学特性，取得好的声音效果，这门学问叫作建筑声学。北京回音壁是皇穹宇的围墙，墙高3.72米，厚0.9米，直径61.5米，周长193.2米。墙壁是用磨砖对缝砌成的，墙头覆着蓝色琉璃瓦。围墙的弧度十分规则，墙面极其光滑整齐，
对声波的反射是十分规则的。只要两个人分别站在东、西配殿后，贴墙而立，一个人靠墙向北说话，声波就会沿着墙壁连续折射前进，传到一、二百米的另一端，无论说话声音多小，也可以使对方听得清清楚楚，而且声音悠长，堪称奇趣，给人造成一种“天人感应”的神秘气氛。所以称之为“回音壁”。