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波的反射和折射
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,这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力
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、定义：波在传播过程中，遇到两种介质的分界面时返回到原介
质继续传播的现象．
问：波的反射遵循什么规律呢？
实验探究一
实验探究二
用一块直板周期性地敲击水面，产生波纹形状为平行直线的水波，在水波槽中放一个直线边界，观察波的反射规律。
反射线与法线的夹角
入射角（i）：
入射线与法线的夹角
反射角（i’）：
法线
界面
用一条射线代表入射波的入射方向（入射线）
用另一条射线代表反射波的反射方向（反射线）
①反射波的频率、波速和波长都不变.
②波遇到两种介质界面时，总存在反射.
注意：
法线
平面
2、反射规律：
①入射线、法线、反射线在同一平面内
②入射线与反射线分居法线两侧
③反射角等于入射角
（1）回声测距
原理:当声波遇到障碍物时,会被反射回来继续传播,由于反射波与入射波在同一介质中传播,传播速度相同,因此,在传播距离一样的情况下,入射波和反射波用的时间相等。设经过时间t听到回声:
①当声源与障碍物静止不动时,声源到障碍物的距离为s= v声 。
3、波的反射的应用
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) 。
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) 。
（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的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。生活中的倒车雷达也是利用超声波进行定位的。
生活思考
“余音绕梁，三日不绝” 中的科学知识
是声波的反射，当然这里运用了夸张的表达手法
思考：如图所示，一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静．这是怎么回事？难道是人的活动减少了吗？
提示：刚下过的雪是新鲜蓬松的，它的表面层有许多小气孔．当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射．由于气孔往往是内部大而口径小．所以，仅有少部分波的能量能通过口径反射回来，而大部分的能量则被吸收掉了．所以不是人的活动减少了.
1、定义：
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。
二、波的折射
实验:水波的折射
在矩形水槽底部垫一块厚度均匀的玻璃板，形成深水区和浅水区。利用振动发生器激起水波。观察水波从深水区传播到浅水区。
实验探究三
水波从深水区进入浅水区时，其波长变小。这是因为水波在传播过程中，频率保持不变，但水波在深水区的传播速率比在浅水区快，所以水波在深水区传播时的波长比在浅水区时长。
水波的折射
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。
折射率
波产生折射的原因是波速不同。
波现象 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
1、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
2、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
3、(单选）如图所示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、波长均相等
D．3与1的频率相等，波速、波长均不等
D
4、随着我国经济的快速增长，旅游业迅速发展，其中回归大自然的滨海游、生态游等休闲度假游，备受人们的喜爱。如图所示，一艘汽船以4 m/s的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在3 s后听到前方悬崖反射回来的声音，则悬崖离汽船原来位置的距离为(已知声速为340 m/s) (　　)
A．258 m　　　　　
B．340 m
C．516 m
D．680 m
C
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