第四节波的反射和折射
高中物理精品课件:波的反射、折射和衍射
无线电波绕过高大建筑物
日晕----光的衍射
隔墙有耳
声波波长:1.7cm-----17m 光波波长:0.4um-----0.7um
光波和声波谁更容易发生明显衍射现象?
判一判
●(1)入射波的波线与界面的夹角叫入射角. (×) ●(2)反射波的波线与法线的夹角叫作反射角. (√) ●(3)反射波的波线,折射波的波线与界面的法线在同一平面
思考1: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。
A是挡板,B是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于 ( )
A.整个区域
B.阴影Ⅰ以外的区域
C.阴影Ⅱ以外的区域
D.阴影Ⅲ以外的区域
解析 由题图中可直观看出,半波长为实虚两圆半径之差,且可看出 挡板A的尺寸比波长大得多,而小孔B的大小与波长长度差不多。根据 波发生明显衍射的条件知,该波在挡板A处的衍射现象很不明显,即 可认为波沿直线传播,故Ⅰ区内水面无波形,故选项A、C、D错误; 该波的波长与小孔B的大小差不多,能够发生明显的衍射,故在阴影区 Ⅲ、Ⅱ之内明显存在衍射波的波形,故选项B正确。
内. (√) ●(4)孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象. (×) ●(5)孔的尺寸比波长小能观察到明显的衍射现象. (√)
总结: 1、衍射是波特有的现象,一切波都会产生衍射现象。
2、衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异。
3、障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发生的 条件,仅是发生明显衍射的条件
第四节 波的反射和折射
第四节波的反射和折射学习目标: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.学习重点:波的反射和折射定律.学习难点:对波面和波线概念的理解.学习内容:一、波的反射:1.[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.这时可观察到:(1)水面上形成一列圆形波.(2)画面上的圆形朝各个方向传播的波峰和波谷.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.3.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,入射线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.(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.自我检测:1.下列说法中正确的是:A.声波的反射遵守与光波反射类似的反射定律B.声波发生折射时,频率、波长和波速均要改变C.声波是纵波D.一个剧院满座时交响乐混响时间比空座时长2.在海平面上有两等高的山头A和B,在A山顶点发出一声巨响,经过1s后,在B山顶第一次听到响声,以经1s,在B山顶第二次听到响声,已知声音在空气中的传播速度为340m/s,那么,A、B距海平面的高度为_____________m.。
波的反射与折射
波的反射与折射波是指在介质中传播的能量和信息的扰动。
波的传播过程中经常会遇到介质的边界,这时会出现波的反射和折射现象。
本文将详细介绍波的反射和折射的原理与性质。
一、波的反射波在传播过程中遇到介质的边界时,会发生波的反射现象。
波的反射是指波在遇到介质边界时,一部分能量和信息被返回到原介质中的过程。
波的反射的原理可以用光学的反射来理解。
光在遇到光滑的表面时,会按照角度相等的法则,从入射方向将光线反射出去。
这是因为光在不同介质中传播时会发生速度的改变,从而使得光线在表面上发生折射。
而根据反射定律,光线的入射角等于反射角。
波的反射也符合类似的定律。
当波从一个介质传播到另一个介质时,如果两种介质的密度不同,波的速度会发生变化,从而导致波前形状的改变。
当波遇到介质边界时,一部分波会被反射回去,而另一部分则会折射进入新的介质。
二、波的折射波的折射是指波在传播过程中由于介质的密度不同而改变传播方向的现象。
波的折射也可以用光学的折射来理解。
光在从一种介质传播到另一种密度不同的介质时,由于光在不同介质中传播速度不同,光线会发生方向的改变。
这是因为光在介质中传播时遇到边界的时候,会出现不同的折射率,从而发生折射现象。
根据折射定律,光线从一种介质传播到另一种介质时,入射角和折射角满足一个具体的关系,即n₁sinθ₁= n₂sinθ₂,其中n₁和n₂分别为两种介质的折射率,θ₁和θ₂为入射角和折射角。
这个定律适用于所有的波动现象,包括声波、水波等。
三、波的反射与折射的应用波的反射与折射在生活中有着广泛的应用。
1.光学应用:波的反射与折射是光学中重要的基础知识。
光经过镜面反射可以形成清晰的反射像;折射可以使光经过透明介质时发生偏折,从而实现光的聚焦和放大。
2.声学应用:声波的反射与折射对于声学工程具有重要的意义。
在建筑设计中,适当的反射和折射可以改善音效,提供良好的声音品质。
3.地震勘探:地震波的反射和折射是地震勘探中常用的方法。
高中物理教科版选修(3-4)2.4 教学课件 《惠更斯原理 波的反射与折射》(教科版)
由惠更斯原理A、B为同一波面上的两点 经t后,B点发射的子波到达界面处D点,A点的到达C点,
sin i BD v1t AD AD
sin r AC v2t AD AD
sin i v1 sin r v2
i
B
v1 t
Ai
v2t r
D
C
r
教育科学出版社 高二| 选修3-4
折射定律:
.. . . . . . ..
子波波源
教育科学出版社 高二| 选修3-4
作用 :由已知的波面通过几何作图方法确定下一时刻平面波、球面 波等的波面,根据两者(波线与波面)的垂直关系,从而确定波的传播方 向,所以惠更斯原理又叫惠更斯作图法。
教育科学出版社 高二| 选修3-4
三、波的反射 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 入射角i:入射波的波线与平面法线的夹角 反射角i’:反射波的波线与平面法线的夹角
规律(与光的反射定律相同): 1、入射线、法线、反射线在同一平面内,入射角等于反射角 2、反教育科学出版社 高二| 选修3-4
波的反射定律证明 由惠更斯原理,A、B为同一波面上的两点,A`、B`为同一波面上的两点。 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。
0.2 3m,0.6m
谢谢观看!
(一些几何图形的公切面,被称为这些图形的包络面)
教育科学出版社 高二| 选修3-4
确定下一时刻平面波的波面
t +Δt 时刻的波前
vΔt
.........
子波波源
t 时刻的波前
教育科学出版社 高二| 选修3-4
确定下一时刻球面波的波面
4_惠更斯原理_波的反射折射
波源。其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面
(拿布去包裹形成的面)是新的波面。
三.波的反射
演示水波槽实验三
法线
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。
i i'
入射角i:入射波的波线与平面法线的夹角。 反射角i’:反射波的波线与平面法线的夹角。
sin i v1 sin r v2
折射的原因:波在不同介质中速度不同
第四节 惠更斯原理 波的反射与折射
• 演示水波槽实验一,教材P32观察与思考
一.波动中的几个概念
1. 波面:从波源发出的波经过同一传播时间而到达的各 t 时刻 t +Δt 时刻 点所组成的面,叫做波面。
的波前 的波前
圆 形 波
O
平 面 波
2. 波前:最前面的波面叫做波前。
3. 波线: 从波源发出沿着波的传播方向画出的带箭头的线 称为波线,它表示波动的传播方向。波线与波前垂直。
斯帕兰扎尼
雷达和隐形飞机: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,因此整个隐形飞机F—117飞机表面涂以黑色
平面
规律(与光的反射定律相同): 1、入射线、法线、反射线在同一平面内,入射角等 于反射角; 2、反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。
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。
4.惠更斯原理波的反射与折射
光的反射
光的折射
光的双折射
本章最后三节讲述的_惠__更__斯__原__理__,波的__反__射__、__折__射__、 __干__涉____、__衍__射____以及_多__普__勒__效__应___是波动学说的基 础理论,需要同学们记住其内容。
图示为水波波纹, 其中的明暗条纹分别代表着__波__峰____和__波__谷_____。
水波穿过狭缝时的现象
惠更斯原理 波在传播过程中所达到的每一个点都可以看成
_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。
惠更斯原理实际上给出了作图方法解释波的传播现 象,故而又叫做___惠__更__斯__作__图__法_____。
波的反射:在波的传播过程中,遇到_两__种__介__质__交__界__面___时,
_返__回__原__介__质__中__传__播___的现象叫做波的反射。
惠更斯作图法解释波的反射
波的反射定律:当波传播到两种交界面并发生反射时,
入射线、反射线、法线在_同__一__平__面__内____。 入射线、反射线__分__居__法__线__两__侧_________; 反射角__等__于_____入射角; 反射波__波__长___、_频__率_____、__波__速_____都与入射波相同。
人教版高中物理课件-波的反射和折射
• 反射定律:入射線、法線、反射源自在同一平面內,入射線與反射線分居法線兩側,反射角等 於入射角。
• 反射波的波長、頻率、波速都跟入射
波相同.
• 波遇到兩種介質介面時,總存在反
射.
二、波的折射
• 波的折射:波從一種介質進入另一種介質時,
四、波的反射和折射
一、波的反射
1.波面和波線
• 波面:同一時刻,介質中處於波峰或波谷的
質點所構成的面叫做波面.
• 波線:用來表示波的傳播方向的跟各個波面
垂直的線叫做波線.
2.波的反射
• 波遇到障礙物會返回來繼續傳播,這種現象
叫做波的反射.
3.反射規律
• 入射角(i)和反射角(i’):入射波的波線與
波的傳播方向發生了改變的現象叫做波的折 射.
2.折射規律:
1、折射角(r):折射波的波線與兩介 質介面法線的夾角r叫做折射角.
2、折射定律:入射線、法線、折射線在同一平 面內,入射線與折射線分居法線兩側.入射 角的正弦跟折射角的正弦之比等於波在第一 種介質中的速度跟波在第二種介質中的速度 之比:
sin i v1 sin r v2
• 當入射速度大於折射速度時,折射角折向法線.
• 當入射速度小於折射速度時,折射角折離法線.
• 當垂直介面入射時,傳播方向不改變,屬折射中
的特例.
• 在波的折射中,波的頻率不改變,波速和波長都
發生改變.
• 波發生折射的原因:是波在不同介質中的速度不
同.
波的反射和折射
波的反射和折射波的反射和折射指的是光线和其他波在遇到边界时发生的现象。
这些现象是基于波的传播特性以及介质的性质而发生的。
在本文中,我们将探讨并解释波的反射和折射的原理以及实际应用。
首先,我们需要理解波的传播特性。
波可以是机械波也可以是电磁波。
机械波需要通过介质(如水波在水中传播),而电磁波可以在真空中传播。
无论是机械波还是电磁波,它们都具有传播的速度和方向。
当波传播过程中遇到介质边界时,一部分波会发生反射,即从边界反弹回原来的介质中。
另一部分波会发生折射,即改变传播方向并进入新的介质中。
这是由于波在不同介质中的传播速度不同所导致的。
我们先来看一下波的反射。
当波遇到介质边界时,一部分能量被反射回原来的介质中。
这个现象可以通过反射定律来解释。
反射定律表明,入射角(入射光线与法线的夹角)等于反射角(反射光线与法线的夹角)。
这意味着反射光线与入射光线在同一平面上,并呈镜像关系。
波的反射在日常生活中可以观察到很多实例。
例如,当光线照射到镜子上时,光线会被镜面反射回来,我们可以看到镜中的反射图像。
此外,声波在遇到硬表面时也会发生反射,形成回声。
反射还用于雷达等技术中,通过测量反射波的时间和强度来检测目标物体的距离和位置。
接下来,我们来研究波的折射。
当波从一种介质传播到另一种介质中时,其传播速度会改变,导致波的方向发生变化。
这个现象可以用斯涅尔定律来解释。
斯涅尔定律表明,折射角(折射光线与法线的夹角)与入射角和两种介质的折射率之间有关。
折射率是介质对光的传播速度的度量。
折射在很多现象中都有实际应用。
一个最常见的例子是光在水中的折射。
当光线垂直入射到水中时,由于光在水中的传播速度较慢,光线会向法线的方向发生偏离。
这就是我们在游泳池或湖泊中看到的东西显得扭曲的原因。
另一个重要的应用是透镜的使用。
透镜是通过折射原理来聚焦光线的,被广泛应用于眼镜、照相机等设备中。
还有一类特殊的折射现象叫做全反射。
当波从一种介质射入另一种折射率较小的介质中时,如果入射角超过一个临界角(这个角度由两种介质的折射率决定),则波会发生全反射,完全在前一种介质中反射。
波的反射与折射现象的解释
波的反射与折射现象的解释波的反射与折射现象是物理学中一个重要的现象,广泛应用于光学、声学和水波等领域。
本文将详细解释波的反射与折射现象,并探讨其相关原理与应用。
一、波的反射现象在介质边界上,波遇到边界时发生反射,这一现象被称为波的反射。
以水波为例,当水波到达水池的边缘,它会发生反射并返回到原来的方向。
同样,声波在声学中也发生反射,光波在光学中也发生反射。
波的反射现象符合反射定律,即入射角等于反射角。
入射角是指入射波与法线的夹角,反射角是指反射波与法线的夹角。
这个定律非常重要,因为它解释了为什么我们能够看到镜中的自己。
光线投射在镜子上并以相同的角度反射回来,使我们能够看到反射光线。
波的反射也遵循能量守恒定律。
入射波的能量会分散到反射波和透射波中。
反射波的能量与入射波相同,即反射波会带走一部分能量,而透射波则继续向前传播。
二、波的折射现象波在从一种介质传播到另一种介质时,由于介质的密度和光速的改变,波的传播方向也会改变,这一现象被称为波的折射。
折射现象在光学中很常见,例如光线从空气中进入水中时会发生折射。
波的折射现象符合折射定律,即入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。
这个定律由斯涅尔提出,并称之为斯涅尔定律。
波的折射现象还与波的速度有关。
当波从光速较快的介质传播到光速较慢的介质时,折射角度变小;反之,当波从光速较慢的介质传播到光速较快的介质时,折射角度变大。
在实际应用中,折射现象被广泛应用于透镜、眼镜等光学器件的设计与制造中。
通过合理地利用折射现象,可以实现光线的聚焦、散射等效果。
三、波的反射与折射的实际应用波的反射与折射现象在日常生活和科学研究中有广泛应用。
在建筑设计中,利用反射现象可以实现室内光线的合理利用,提高室内采光效果。
例如,在设计大型商业建筑时,可以使用反射板、天窗等设施,将阳光反射到室内,减少照明能源的消耗。
在声学中,反射现象可以用于声学设备的设计,例如音响和扬声器。
第四节 波的反射、折射和衍射-学案学生用
因而在同一时间内行进的距离________;
解释折射:
折射波与入射波在________介质中传播,
波速__________,
因而在同一时间内行进的距离________。
三、波的衍射
1.波的衍射现象:
2.用惠更斯原理解释:
当平面波到达障碍物AB上的一条狭缝时,缝上各点可看成是____________,各子波源都发出球形子波。这些子波的包络面已不再是平面。
靠近狭缝的边缘处,波面_______,波线改变了原来的方向,即绕过了障碍物继续前进。
如果障碍物的缝更窄,衍射现象就________。
3、明显衍射的条件:
4、衍射是________________,一切波都能衍射。
四、惠更斯原理的缺陷
第四、五节
一、波面和波线
波面:
波线:
二、惠更斯原理:
三、波的反射与折射
1、波的反射和折射现象
当波传播到两种介质分界面时,一部分波从分界面上返回,形成反射波,另一部分进入另一介质,形成折射波,这就是波的反射现象和折射现象。2、 Nhomakorabea的反射定律
3、波的折射定律
4.用惠更斯原来解释波的反射和折射
解释反射:
反射波与入射波在______介质中,
第四节 惠更斯原理 反射和折射
反射波线 Q
N1
P
反射 波前
P’
N2
t1时刻 入射 波前
Q’
D
X
B
Y
A
N1’
D
E C N2’
3. 用惠更斯原理证明平面波的反射定律 (p33)
入射波线 入射波线
Q
N1
P
反射 波前
P’
N2
t1时刻 入射 波前
Q’
D
i
X
i’
B
i i’
Y C
A
N1’
N2’
三、波的折射
1. 折射现象:波从一种介 质进入另一种介质时,波 传播方向发生偏折的现象
1
说明:
v2
sin r
v 1 v 2 时, i r , 即发生近法线折射
v 1 v 2 时, i r , 即发生远法线折射
i 0时, r 0 , 波的传播方向不变
(2)折射中波的频率保持不变,由公式 知道,波速 和波长都会改变 (3)通常反射和折射时同时发生的
例1. 某人想听到自己发出的声音的回声,若已 知声音在空气中的传播速度为340m/s,那么 他至少要离障碍物多远?(原声与回声区分的最 短时间为0.1s)
A 介质I
i
O
r
介 Ⅱ
质
2.波发生折射的原因是速度不同(速度由介质决定) 用惠更斯作图法证明折射定律
C
N’
入射 波线
M’ t1时刻入 射波前
i
介质1 X 介质2 子波
折射 波前 A
E
B DFΒιβλιοθήκη iCYr
N
折射波线
M
3. 折射定律 波在介质中发生折射时,入射线、 法线、折射线在同一平面上,入射 线和折射线分居在法线两侧,入射 i 角的正弦值与折射角的正弦值之比 介质I 等于在第一种介质中的传播速度跟 介质Ⅱ r 第二种介质中的传播速度之比。且 比值是常数。 v sin i
波的反射和折射
波面与波线 波的反射 波的折射 波在反射、折射时的频 率、波速和波长
波面与波线
波面
波面:同一时刻, 波面:同一时刻,介质中处 于波峰或波谷的质点所构成 的面。 的面。
波线:跟各个波面垂直的线, 波线:跟各个波面垂直的线, 用来表示波的传播方向。 用来表示波的传播方向。
波峰 波线 波谷
波的反射
现象:
波遇到障碍物会返回来继续 传播
特点:
反射角 入射角
反射角等于入射角 反射波的波长、频率和波速 都和入射波相同
实例:
回声、混响
波的折射
现象:
波从一种介质射入另一种介 质时,传播的方向会发生改 变
入射角i
特点:
波的频率不改变 波速和波长都发生了改变
折射角r
入射角与折射角之间满足折 射定律
波在反射、折射时的频率、 波速和Байду номын сангаас长
取决于
频率 波速 波长
振源 介质 频率和波速
反射时
不变 不变 改变
折射时
不变 改变 改变
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第四节波的反射和折射
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。
(2)图中与各个波面垂直的线叫波线,用来表示波的传播方向。
2、惠更斯原理
教师:引导学生阅读教材有关内容,思考问题:
(1)惠更斯原理的内容是什么?
(2)以球面波为例,应用惠更斯原理解释波的传播。
学生:阅读教材,思考问题。
3、波的反射
教师:引导学生阅读教材有关内容,体会用惠更斯原理对波的反射过程的解释。
学生:阅读教材。
教师:用多媒体出示右图。
结合图形讲解、总结:
(1)入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。
(2)反射波的波形与平面法线的夹角i′叫做反射角。
(3)在波的反射中,遵循下述规律:
①反射角等于入射角
②反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。
[解释现象]
(1)夏日的雷声轰鸣不绝
(2)在空房子里讲话,声音较响
(3)讲演时听到声音发出后还能持续一段时间
现象一:夏日的雷声有时轰鸣不绝,原因是声波在云层里多次反射形成的。
现象二:在空房间里讲话,会感到声音更响,是因为声波在普通房间里遇到墙壁、地面、天花板等障碍物发生反射时,由于很近,回声和原声几乎同时到达人耳,而人耳只能区分开相差0.1 s以上的两个声音。
所以在房间里听不到回声,只会感到声音比在野外大些。
现象三:讲演厅内听到声音发出后还能持续一段时间,是由于声波在室内传播时,要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射,每反射一次都要被障碍物吸收一些,这样,当声源停止发声后,声波在室内要经过多次反射和吸收,最后才消失,我们就会感觉到声源停止发声后,还会持续一段时间。
4、波的折射
教师:刚才我们研究了波的反射现象,波的反射过程中反射波和入射波在同
学生会结合初中学过的光的折射现象总结猜想:发生折射现象。
教师:下边我们以水波为例,来研究波的折射现象。
[演示实验]
在实物投影仪上进行演示:
(1)在水波槽的一部分底面上放一块玻璃板,把槽分成深水区和浅水区两部分。
(2)让水波由深水区射到两个区域的界面上,观察发生的现象。
观察到的现象:看到波由深水区进入浅水区能继续传播,但是改变了传播方向。
[学生阅读课文,解答下列思考题]
(1)什么是波的折射?
(2)什么叫入射角和折射角?
(3)在波的折射中遵循什么规律?
[教师总结]
(1)波从一种介质射入另一种介质时,传播的方向会发生改变,这种现象叫做波的折射。
(2)折射波的波线方向与法线之间的夹角r 叫做折射角。
(3)在波的折射中遵循下列规律:
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
③在波的折射中,入射角1θ和折射角2θ之间有下述关系
2
121sin sin v v =θθ
其中v 1和v 2是在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的波速。
由于波速是由介质决定的,故2
1v v 是一个只与两种介质有关而与入射角无关的常数,叫做第2种介质相对第
1种介质的折射率。
用12n 表示,则
12n 2
1v v = 如果第2种介质中的波速小于第1种介质中的波速,波在进入第2种介质后,传播方向将向法线靠拢。
这与实验得到的波的折射定律一致。
在水波的折射演示实验中,水波到达浅水区后,传播方向向法线靠拢,说明水波的传播速度与水深有关,水越浅,传播速度越小。
(三)课堂小结
本节课我们主要学习了一个原理、二种现象、五个概念、二条规律
一个原理:惠更斯原理
二种现象:波的反射和波的折射
五个概念:波面、波线、入射角、反射角、折射角
二条规律:波的反射规律
(1)入射波的波线、反射波的波线和界面法线在同一平面内,反射角等于入射角。
(2)反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。
波的折射规律:
(1)入射波的波线、折射波的波线和界面法线在同一平面内。
(2)入射角的正弦与折射角的正弦之比,这个比值等于波在第一种介质中的传播速率与在第二种介质中的传播速率之比,即:
2121sin sin v v =θθ。
(四)布置作业
1、完成“问题与练习”中的题目。
2、阅读教材后面的“科学漫步”栏目中的短文《回声、混响和建筑声学》。