高二物理波的反射与折射

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12.4 波的反射和折射
湖南师大附中高二物理备课组
波峰
波谷
一、波面和波线
波面：在任一时刻，介质中任何振动状态相同的 质点所构成的面叫做波面。
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。
波线 波面
波线
波面
几种常见的波
二惠更斯原理
二.惠更斯原理
论述：媒质中波动传到的各点 都可以看作是新的次波源，这些 新波源发射的波称为子波，其后 任一时刻这些子波的包络面就是 该时刻的新波阵面
隐形飞机F—117
雷达确定目标 示意图
雷达是利用无线电波发现
目标，并测定其位置的设备。 由于无线电波具有恒速、定向 传播的规律，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，根据反射雷达波的时间和 方位便可以计算出飞行目标的 位置。
由于一般飞机的外形比较复 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 黑色的吸收雷达波的涂料。
A2
i A1
A
B
B'
A' u 2
折射定律
C
分界面法线共面
n21：2介质对1介质的相对折射率
四、波的折射
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。
sin i v1 sin r v2
注意：
法线
i i'
平面
1.反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。 2.波遇到两种介质界面时，总存在反射。
生活中反射现象的思考
1．回声是声波的反射现象． 对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，
会被反射回来继续传播．
2．夏日的雷声轰鸣不绝． 声波在云层界面多次反射．
3．在空房间里讲话感觉声音响．
四、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。
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。
法线
i
介质I
介质II
界面
r
四.折射
设 u1 u2
u1
A A2C ssA 'iinnA iAC C ssuuii12ninnuu2121tt
入射线、折射线及
三、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．
三、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．
法线
i i'
入Fra Baidu bibliotek角（i）：
平面
入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。 反射角（i’）：
反射波的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射
角。
三、波的反射
用惠更斯原理解释波的反射
折射率
n 12
v1 v2
四、波的折射
波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同 注意： 1.当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线。
2.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线。
3.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折 射中的特例。
4.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波 长都发生改变。
二 、惠更斯原理
用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面
t +Δt 时刻的波面
vΔt
.........
子波波源
t 时刻的波面
二 、惠更斯原理
用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面
t +Δt 时刻
的波面
t 时刻
的波面
.
vΔt .. . . . ..
.
.. . . . ..
子波波源
二 、惠更斯原理
利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几 何作图方法确定下一时刻的波面，从而确定波 的传播方向。例如当波在均匀的各向同性介质 中传播时，波面的几何形状总是保持不变的。
由惠更斯原理，AB为波的一个波面
经t后，B点发射的子波到达界面处B`点，A 点发射的子波到达A`点。同种介质，波速不变。
B`BAA `
A`B B B `A`A
A `A` B B`A Ba
c
b
i
i
'
B vt
A`
i
i'
i` i
A
B`
a` c` b`
三、波的反射
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。
声波在普通房间里遇到墙壁，地面，天花板发 生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达 人耳．人耳只能分开相差0.1s以上的声音．所以， 在房间里听不到回声，人在房间里讲话感觉声音比 在野外大，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会 吸收声波，会影响室内的声响效果．
四、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。