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第三章 机械波
3.3 机械波的反射和折射
了解波的反射和折射现象.
【学习目标】
导入新课
我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时会发生反射。对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，就是声波在峭壁上反射的结果。生活中，你是否注意过水波的反射？波的反射应该遵从什么规律？
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.
3.波在反射过程中波长λ、频率f、波速v都跟入射波
相同.
4.波遇到两种介质界面时，总存在反射.
平面
法线
等于
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，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生　　.
2.水波的折射：水波在　　不同的水域传播时，在交界面处发生　　.
3.波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同。
4.在波的折射中的规律：
①折射波与入射波的频率相同
②折射波和入射波的波速和波长不同
折射
深度
折射
波的反射和折射对比
1.波的反射遵从反射定律，即入射线、反射线及法线位于同一平面内，入射线、反射线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角.
2.波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的.
3.波速是由介质决定的，波反射时是在同一介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变.
4.波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝ 可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝ 可知波长变大，反之变小.
例1　图中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、波长均相等
D.3与1的频率相等，波速、波长均不等
√
解析　波线1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，故A、B错；
波线1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝ 得波长不同，故C错，D对.
例2　某测量员利用回声测距，他站在两平行竖直墙壁间某一位置鸣枪，经过1 s第一次听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两墙壁间的距离为多少？
答案　425 m
解析　设两墙壁间的距离为s，测量员离较近的墙壁的距离为x，则他离较远的墙壁的距离为s－x，
第一次听到回声时，2x＝vt1
第二次听到回声时，2(s－x)＝v(t1＋Δt)
其中Δt＝0.5 s，t1＝1 s，代入数据解得：s＝425 m.
回声测距的三种情况
1.当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，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，设经时间t听到回声，则声源到障碍物的距离为s＝v声· .
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)· .
总结提升
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为s＝(v声－v)· .
SUITANGYANLIAN　 ZHUDIANLUOSHI
课堂练习
1.(波的反射与折射)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，频率、波长、波速均发生变化
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
1
2
3
解析　波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率都不发生变化；波发生折射时，频率不变，波长和波速均发生变化，故C正确，A、B、D错误.
√
2.以下关于波的衍射的说法正确的是(　　)
A.波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象
B.当障碍物的尺寸比波长大得多时,衍射现象很明显
C.当孔的大小比波长小时,衍射现象很明显
D.只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时,才会发生明显的衍射现象
解析:凡是波都能发生衍射现象,不过有时衍射现象明显,有时衍射现象不明显。只有当缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时,才能发生明显的衍射现象。
C
3.对于波长为100 m的声波,下列说法正确的是(　　)
A.在同一介质中,比波长为20 m的声波传播快
B.在空气中的频率比在水中大
C.声波能发生折射,但折射后频率发生变化
D.声波能发生反射,但反射后波速不变
解析:机械波的传播速度由介质决定,波的频率由波源决定,与介质无关,所以折射后,波进入另一种介质,传播速度发生变化,反射后回到原来的介质,传播速度不变,故选项D正确。
D
4.当一个探险者进入一个山谷后,为了估测出山谷的宽度,他吼一声后,经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音,又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音,若声速为340 m/s,则这个山谷的宽度约为(　　)
A.170 m　　B.340 m　　C.425 m　　D.680 m
解析:右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.5 s,左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=2 s。山谷的宽度为 ×340 m=425 m。
C
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
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