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鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2节 波的反射和折射教学ppt课件
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这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2节 波的反射和折射教学ppt课件，共27页。PPT课件主要包含了传播时间，传播方向，波在介质Ⅰ，介质Ⅱ，答案325m，答案17m等内容，欢迎下载使用。
1．知道波面、波线的概念，了解波的反射定律及折射定律。2．掌握波的反射定律和折射定律，并能解释波的反射与折射现象。3．能与他人合作用水波实验探究波的反射规律。4．通过学习惠更斯原理及声呐的应用，体验探究科学的艰辛及伟大意义。
知识点一 波的反射1．波面和波线(1)波面：从波源发出的波，经过相同________到达的各点所组成的面，称为波阵面或波面，如图所示。
必备知识·自主预习储备
(2)波线：用来表示波的________的线。波线与各个波面总是____的。
2．波的分类(1)球面波：波面是____的波，如空气中的声波。(2)平面波：波面是____的波，如水波。3．波的反射(1)反射现象：波从一种介质传播到另一种介质表面时，____原来介质传播的现象。(2)反射定律：反射波的波线、入射波的波线和____在同一平面内，反射波的波线和入射波的波线分别位于____两侧，反射角____入射角。
提醒 波在均匀介质中传播时，波面的形状不变，波线保持为直线。
体验1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)只有平面波的波面才与波线垂直。( )(2)任何波的波线与波面都相互垂直。( )(3)反射波的频率、波速与入射波相同。( )
体验2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)折射波的频率、波速与入射波相同。( )(2)据v＝λf知，波长λ与波速和频率有关。( )
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？
关键能力·情境探究达成
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。
(2)超声波定位蝙蝠能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来，蝙蝠就根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物位置，从而确定飞行方向。另外海豚、雷达也是利用波的反射来定位或测速的。
【典例1】 有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离多远？(v声＝340 m/s)
[解析] 汽车运动，声音传播，如图所示为汽车与声波的运动过程示意图。
[跟进训练]1．人耳只能区分相差0.1 s以上的两个声音，人要听到自己讲话的回声，人离障碍物的距离至少要大于多少米？(已知声音在空气中的传播速度为340 m/s)
考点2 波的折射1．波的反射、折射现象中各量的变化(1)波向前传播在两种介质的界面上会同时发生反射现象和折射现象，一些相关物理量变化如下：
(2)说明：①频率f 由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波的频率都等于入射波的频率。②波速v由介质决定，反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化。③根据v＝λf，波长λ与v及f有关，即与介质和波源有关，反射波与入射波在同一介质中，波速相同、频率相同，故波长相同。折射波与入射波在不同介质中传播，v不同，f相同，故λ不同。
【典例2】 如图所示，某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射，若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°，此波在乙介质中的波速为 1.2×105 km/s。
(1)该波的折射角为多大？(2)该波在甲介质中的传播速度为多少？(3)该波在两种介质中的波长比为多少？
[思路点拨] 解答本题时应注意以下几点：(1)由几何关系求折射角。(2)由折射定律求波速。(3)由v＝λf及波在两种介质中频率相同求波长之比。
[跟进训练]2．如图所示为一束平面波从介质1进入另一种介质2的情形，则波从介质1进入介质2时波速将________(选填“增大”或“减小”)，其入射角和折射角的正弦之比为________。
1．(多选)以下关于波的认识，正确的是( )A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊吸波材料，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的直线传播D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
学习效果·随堂评估自测
ABD [声呐、雷达都是利用接收反射波来进行定位，A正确，C错误；水波的传播方向发生改变属于波的折射现象，D正确；隐形飞机是通过减少波的反射达到隐形的目的，B正确。]
2．(多选)下列现象中属于声波反射现象的是( )A．隔着墙能听到房间外面有人讲话B．音响设备制作时要考虑混合效应C．夏日的雷声有时轰鸣不绝D．在水里的人能听到岸上的声音
BC [A是在一种介质的另一面，不是反射现象；反射现象是波在同一种介质中的传播，因此B、C正确；波在不同种介质中的传播是折射现象，D不正确。故选BC。]
4．(新情境题，以超声波为背景，考查波的反射)医用B超仪发出的超声波频率为7.25×104 Hz，这种超声波在人体内传播的波长为2 cm，在给某患者的肝脏病变部分进行检测时，从探头发出的同一超声脉冲波经病变部分反射回到探头有两个信号，相隔时间为Δt＝32 μs。试计算患者病变部分的厚度。
[答案] 2.32 cm
回归本节知识，自我完成以下问题：1．试写出波的反射定律。
提示：反射波的波线、入射波的波线和法线在同一平面内，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．写出入射角和折射角与波速之间的关系式。
1．知道波面、波线的概念，了解波的反射定律及折射定律。2．掌握波的反射定律和折射定律，并能解释波的反射与折射现象。3．能与他人合作用水波实验探究波的反射规律。4．通过学习惠更斯原理及声呐的应用，体验探究科学的艰辛及伟大意义。
知识点一 波的反射1．波面和波线(1)波面：从波源发出的波，经过相同________到达的各点所组成的面，称为波阵面或波面，如图所示。
必备知识·自主预习储备
(2)波线：用来表示波的________的线。波线与各个波面总是____的。
2．波的分类(1)球面波：波面是____的波，如空气中的声波。(2)平面波：波面是____的波，如水波。3．波的反射(1)反射现象：波从一种介质传播到另一种介质表面时，____原来介质传播的现象。(2)反射定律：反射波的波线、入射波的波线和____在同一平面内，反射波的波线和入射波的波线分别位于____两侧，反射角____入射角。
提醒 波在均匀介质中传播时，波面的形状不变，波线保持为直线。
体验1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)只有平面波的波面才与波线垂直。( )(2)任何波的波线与波面都相互垂直。( )(3)反射波的频率、波速与入射波相同。( )
体验2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)折射波的频率、波速与入射波相同。( )(2)据v＝λf知，波长λ与波速和频率有关。( )
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？
关键能力·情境探究达成
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。
(2)超声波定位蝙蝠能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来，蝙蝠就根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物位置，从而确定飞行方向。另外海豚、雷达也是利用波的反射来定位或测速的。
【典例1】 有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离多远？(v声＝340 m/s)
[解析] 汽车运动，声音传播，如图所示为汽车与声波的运动过程示意图。
[跟进训练]1．人耳只能区分相差0.1 s以上的两个声音，人要听到自己讲话的回声，人离障碍物的距离至少要大于多少米？(已知声音在空气中的传播速度为340 m/s)
考点2 波的折射1．波的反射、折射现象中各量的变化(1)波向前传播在两种介质的界面上会同时发生反射现象和折射现象，一些相关物理量变化如下：
(2)说明：①频率f 由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波的频率都等于入射波的频率。②波速v由介质决定，反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化。③根据v＝λf，波长λ与v及f有关，即与介质和波源有关，反射波与入射波在同一介质中，波速相同、频率相同，故波长相同。折射波与入射波在不同介质中传播，v不同，f相同，故λ不同。
【典例2】 如图所示，某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射，若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°，此波在乙介质中的波速为 1.2×105 km/s。
(1)该波的折射角为多大？(2)该波在甲介质中的传播速度为多少？(3)该波在两种介质中的波长比为多少？
[思路点拨] 解答本题时应注意以下几点：(1)由几何关系求折射角。(2)由折射定律求波速。(3)由v＝λf及波在两种介质中频率相同求波长之比。
[跟进训练]2．如图所示为一束平面波从介质1进入另一种介质2的情形，则波从介质1进入介质2时波速将________(选填“增大”或“减小”)，其入射角和折射角的正弦之比为________。
1．(多选)以下关于波的认识，正确的是( )A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊吸波材料，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的直线传播D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
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ABD [声呐、雷达都是利用接收反射波来进行定位，A正确，C错误；水波的传播方向发生改变属于波的折射现象，D正确；隐形飞机是通过减少波的反射达到隐形的目的，B正确。]
2．(多选)下列现象中属于声波反射现象的是( )A．隔着墙能听到房间外面有人讲话B．音响设备制作时要考虑混合效应C．夏日的雷声有时轰鸣不绝D．在水里的人能听到岸上的声音
BC [A是在一种介质的另一面，不是反射现象；反射现象是波在同一种介质中的传播，因此B、C正确；波在不同种介质中的传播是折射现象，D不正确。故选BC。]
4．(新情境题，以超声波为背景，考查波的反射)医用B超仪发出的超声波频率为7.25×104 Hz，这种超声波在人体内传播的波长为2 cm，在给某患者的肝脏病变部分进行检测时，从探头发出的同一超声脉冲波经病变部分反射回到探头有两个信号，相隔时间为Δt＝32 μs。试计算患者病变部分的厚度。
[答案] 2.32 cm
回归本节知识，自我完成以下问题：1．试写出波的反射定律。
提示：反射波的波线、入射波的波线和法线在同一平面内，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．写出入射角和折射角与波速之间的关系式。
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