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经典课件：惠更斯原理_波的反射与折射(教科版)

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3-4、2、4惠更斯原理、波的发射与折射PPT课件

3-4、2、4惠更斯原理、波的发射与折射PPT课件
∴ R△ABC≌R△ADC ∴ ∠DAC=∠BCA 又∵PA ∥QC ∴ ∠PAN1=∠QCN2=ι· ∴ ιˊ·=900－ ∠DAC= 900－ ∠BCA= ∠QCN2= ι·
第2节：惠更斯原理、波的反射与折射
3、波的反射定律 （1）反射波线、入射波线、法线在同一平面上， 反射波线与入射波线位于法线两侧。 （2）反射角等于入射角
3、波的折射定律 （1）折射波线、入射波线、法线在同一平面上， 折射波线与入射波线位于法线两侧。 （2）入射角的正弦与折射角正弦之比等于波在 入射介质的传播速度与波在折射介质的传播速度 之比，而且比值是由两种介质所决定的一常数。
波有介质1进入介质2发生折射时： 若V1＞V2，则ι·＞r ；λ1 ＞ λ2 若V1＜V2，则ι·＜r ；λ1 ＜λ2
惠更斯原理波的反射与折射波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的波源从这些点发出球面形状的子波其后任意时刻这些子波波前的包络面就是新的波前
普通高中课程标准实验教科书《物理》3-4
第二章 《机械波》
第4节 惠更斯原理、波的反射与折射
华阳中学 罗文力
第2节：惠更斯原理、波的反射与折射
一、惠更斯原理
观 察
BC=V1( t2 -t1) AE=V2( t2 -t1) 在R△ABC中:
BC=ACSin∠BAC=ACSinι·
AE=ACSin∠ACE=ACSinr
∴ V1( t2 -t1)=ACSinι ·
V2( t2 -t1)=ACSinr
∴ V1 Sinι· V 2 Sinr
第2节：惠更斯原理、波的反射与折射
的各点所组成的面，叫波面。最前面的波面 叫波前。波面是平面的叫平面波；波面是球 （圆）形的，叫球（圆）形波。
（2）波线 从波源沿着波的传播方向画出的带箭头

惠更斯原理 波的反射与折射PPT课件

惠更斯原理 波的反射与折射PPT课件
在图中用绿线表示. （3）画出各子波波前的包络面，即反射波的波前.
作在t2时刻各子波波前的切面CD，CD就是子波的包络面，即为反射波
的波前. （4）作出反射线，即垂直于反射波波面的直线.
入射点A与切点D相连，AD即为反射线，与法线的夹角i'为反射角.
通过以上的步骤的分析，我们可以得到波的反射遵循的规律，即为反 射定律.
波线 波面
波线
波面
从实验中可以看到：在直线波纹的水波传播过程中， 到达一个宽度与波长相差不多的狭缝时，水波穿过了狭缝， 狭缝后面的波纹呈圆形，以狭缝为圆心沿半径方向向周边 传去，好像狭缝就是波源一样，如图2-4-2所示.
荷兰物理学家惠更斯研究波的现象时，于1690年提 出：波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的波源， 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.这就是惠更斯原理.
出的小球面表示子波，这些子波的包
络面，即为t+Δt时刻的波前，图中
用蓝线表示.
球面波
平面波
传 播 方
...
. ut .
传
向
. 波源 .
u t ...
. . .
播 方 向
t 波面
t 波面
t + t 波面
t
t + t 波面
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
... ......
因为 i'DAC i BCA 90
得
i' i
反射定律
入射波的波线
入射波的波面
反射波的波面
反射波的波线
反射定律：当波传播到两种介质的交界处发生反射时， 入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射 线分别位于法线两侧，而且反射角等于入射角；反射 波的波长、频率和波速都与入射波相同.

2016-2017学年教科版选修3-4 2.4 惠更斯原理 波的反射与折射 课件(35张)汇总

2016-2017学年教科版选修3-4 2.4 惠更斯原理 波的反射与折射 课件(35张)汇总

相同 ． 反射波的波长、频率和波速都与入射波
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2．波的折射 (1)定义 波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折 的现象叫做波的折射． (2)波的折射定律 波在介质中发生折射时， 入射线、 法线、 折射线(即折射波线)在同一平面内， 入射线与折射线分别位于法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等 于波在第一种介质中的传播速度跟波在第二种介质中的传播速度之比．对给定 v1 sin i 的两种介质，该比值为常数，即v ＝sin r. 2
【答案】 17 m
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利用惠更斯原理解释波的传播的一般步骤 1．确定一列波某时刻一个波面的位置． 2．在波面上取两点或多个点作为子波的波源． 3．选一段时间 Δt. 4．根据波速确定 Δt 时间后子波波面的位置． 5．确定子波在波前进方向上的包络面，即为新的波面． 6．由新的波面可确定波线及其方向．
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(2)利用惠更斯原理解释波的传播 如图 244 甲所示，以 O 为球心的球面波在时刻 t 的波面为 γ，按照惠更斯 原理，γ 面上每个点都是子波的波源．设各个方向的波速都是 v，在 Δt 时间之后 各子波的波面如图中虚线所示，虚线圆的半径是 vΔt.γ′是这些子波波面的包络 面，它就是原来球面波的波面 γ 在时间 Δt 后的新位置．可以看出，新的波面仍 是一个球面，它与原来球面的半径之差为 vΔt，表示波向前传播了 vΔt 的距离． 与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播(如图 244 乙所示)．
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图 244
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1．下列说法中正确的是(

24惠更斯原理与波的反射和折射PPT课件

24惠更斯原理与波的反射和折射PPT课件

N
N
L
I
D
d
A3
i 2d 3
i
d 3 i
A
B1 B2 B3
时刻 t+△t
3.反射规律：反射波的波长、频率、波 速都跟入射波相同．
4. 应用：测回声
四、波的折射
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．
2．折射定律： （1）折射角（r）：折射波的波线与两介
用惠更斯原理解释波的反射
在时刻t，波面与图面的交线AA3到达图示的位置，A点 和界面相遇。此后AA3上个点将依次到达界面。
设经过相等的时间此波阵
面与图面的交线依次与分
界面在B1、B2、B3相遇，
而在 t t，A3点到达B3
点。
N
N
I
i
A2 A3 A1 d i
i
A B1 B2 B3
时刻 t
做出此时刻界面 上各点发出的子 波的包迹。因为 波在同一介质中 传播，速度不变，
质界面法线的夹角r叫做折射角．
（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 与 折射角的正弦之 比等于波在第一种介质中的速度 与 波在 第二种介质中的速度之比。
sin i v1 sin r v2
提问与解答环节
Questions And Answers
18
17
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal

高中物理 第二章 机械波 第4节 惠更斯 波的反射和折射课件 教科版选修3-4

高中物理 第二章 机械波 第4节 惠更斯 波的反射和折射课件 教科版选修3-4
判天地之美，析万物之理
K12课件
1
问题
以上两幅图片反应了生活中的什么现象，机械波 在传播时碰到不同介质时如何传播呢？
K12课件
2
4 惠更斯原理 波的反射和折射
K12课件
3
活动一 惠更斯原理 问题1 什么叫波面和波线?
波线 波面
K12课件
波线
4
问活题动2 一什么是惠更斯原理?
介质中任意波面上的各点 都可看作发射子波的波源。 其后任意时刻,这些子波在 波前进方向的包络面就是 新的波面。
K12课件
18
小结
问题1 惠更斯原理内容是什么？ 问题2 波的反射原理是什么？ 问题3 波的折射原理是什么？
K12课件
19
K12课件
10Βιβλιοθήκη 活动三 波的折射活动
在水槽中放入一块厚玻璃 板，注意使它的一条边不 与波传来方向垂直。然后 加水，使水面高过玻璃板。 接通电源产生水波，观察 水波经过水深不同的区域 时传播方向的变化。
K12课件
11
问题1 什么叫波的折射
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
K12课件
荷兰物理学家 惠更斯
5
活动二 波的反射
K12课件
6
问题1 什么叫入射角、反射角？
法线
i i'
平面
K12课件
7
问题2 什么是波的反射 ？
问题3 波的反射遵循什么原理？
K12课件
8
波的反射
K12课件
9
问题
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340 m/s，那么它至少要离障碍物多远?

惠更斯原理波的反射与折射解析课件

惠更斯原理波的反射与折射解析课件

随着科技的不断发展，惠更斯原理的应 用范围越来越广泛，不仅在光学领域有 重要应用，在其他领域如声学、电磁学
等也有广泛的应用。
目前，基于惠更斯原理，科学家们正在 研究新型的光学器件和声学器件，以及
复杂介质中的波传播特性。
未来，惠更斯原理的发展将更加注重数 值模拟和实验验证，以解决实际应用中 的问题，同时也将促进多学科交叉的发
用惠更斯原理设计波前形状
波前形状概念
指在空间中某一点，振动相位相同的点的分布形状。
设计方法
根据惠更斯原理，可以通过设计每个子波的位置和振幅来控制总波 前的形状。
应用场景
在激光雷达、光学通信等领域中，可以利用惠更斯原理设计波前形状 ，从而实现高精度、高效率的信号传输和目标检测等功能。
05
波的反射与折射实验
展。
THANKS
惠更斯原理的提出为波动光学的发展 奠定了基础，对于我们理解光的本质 和传播特性具有重要意义。
02
波的反射原理
波的反射现象
01
波的传播
当波遇到障碍物时，会以与障 碍物形状相似的波形继续传播
。
02
反射波的产生
入射波与反射波同时存在，且 具有相同的频率和波长。
03
反射波的传播方向
反射波的传播方向与入射波相 反，且遵守反射定律。
反射定律
基于光线直线传播的原理，当光 线经过不同介质界面时发生折射
现象。
03
波的折射原理
波的折射现象
波在两种不同介质界面处传播方向发生改变的现象 以光线传播方向改变的现象为主 折射现象是波独有的现象
折射波的特点
波速变化
在两种介质的交界处，波的传播 速度会发生改变
传播方向变化

教科版高中物理选修3-4课件3-4-2.4惠更斯原理波的反射和折射

研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越
的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。
一.惠更斯原理
引言：
波在各向同性的均匀介质中传播时，波速、波 振面形状、波的传播方向等均保持不变。但是，如 果波在传播过程中遇到障碍物或传到不同介质的界 面时，则波速、波振面形状、以及波的传播方向等 都要发生变化，产生反射、折射、衍射、散射等现 象。在这种情况下，要通过求解波动方程来预言波 的行为就比较复杂了。惠更斯原理提供了一种定性 的几何作图方法，在很广泛的范围内解决了波的传 播方向等问题。
高中物理课件
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第四节 惠更斯原理
波的反射和折射
克里斯蒂安·惠更斯 惠更斯： (Christian Huygens，
1629—1695) 荷兰物理学家、数学家、天文学 家。1629年出生于海牙。1655年获得 法学博士学位。
1663年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员。克
里斯蒂安·惠更斯是与牛顿同一时代的科学家，是历史 上最著名的物理学家之一，他对力学的发展和光学的
AB u2t
A3 AB3 i
BB3 A
所以
sin i A3B3 u1 sin r AB u2
惠更斯原理：
(1) 行进中的波面上任意一点都可看作是新的子波源； (2) 所有子波源各自向外发出许多子波；
(3) 各个子波所形成的包络面，就是原波面在一定时间内所传 播到的新波面。
原理的依据：
★ 波动在介质中是逐点传播的
★ 各质点作与波源完全相同的振动 说明
①. 该原理对非均匀媒质也成立，只是波前的形状和传播方 向可能发生变化。
反射定律
1）反射线、入射线和界 面的法线在同一平面内；
2）i i'

高中物理 2.5 惠更斯原理 波的反射与折射课件 教科版


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解析 波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长
均相等，A、B错；
波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＝
v f
得波长不同，故C错，D对.
答案 D
典例精析 二、波的反射和折射的应用
返回
例3 有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一 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
典例精析 二、波的反射和折射的应用
例2 图5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
返回
图5
典例精析 二、波的反射和折射的应用
第二章 机械波
2.5 惠更斯原理 波的反射与折射
学习目标定位
1.知道什么是波面和波线. 2.了解惠更斯原理，会用惠更斯原理解释波的反射与折 射现象. 3.认识波的反射和折射现象，知道反射定律和折射定律.
学习探究区
一、惠更斯原理 二、波的反射和折射
一、惠更斯原理
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问题设计
把一颗石子投到平静的池塘里，会激起一圈圈起伏不平的水
二、波的反射和折射
返回
(3)折射定律：如图3所示，波在介质中发生 折射时，入射线、法线、折射线(即折射波 线)在 同一平面 内，入射线与折射线分别位 于 法线 两侧，入射角的正弦值与折射角的 图3 正弦值之比等于波在第一种介质中的传播速度跟波在第 二种介质中的传播速度之比，即 vv12＝ssiinn ri.
由v＝λf知，波长λ与频率f、波速v有关.

高中物理教科版选修3-4课件第2章 第4讲 惠更斯原理 波的反射与折射


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，蝙蝠就依据接收到的反射回来的 超声波来确定障碍物或目标位置，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和测速的．
感谢阅读下载！ 仅供参考学习之用！
三、反射现象的应用
1．回声测距：(1)当声源不动时，声波遇到了静止的障碍物会
返回来继续传播，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，设经过时间 t 听到回声，则声源距障碍物的
距离为
s＝v
t 声2.
(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)2t . (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 离声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为 s＝(v 声－v)2t .
射、干涉和折射现象，但无法说明衍射现象与狭缝或障碍 物的大小关系．
【例1】 (多选)关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的 是( ) A．同一波面上的各质点振动情况完全相同 B．同一波面上的各质点振动情况可能不相同 C．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面 D．无论怎样的波，波线始终和波面垂直 解析 按照惠更斯原理：波面是由任意时刻振动情况完全 相同的点构成的面，故A对，B错；由波面和波线的概念， 不难判定C、D正确． 答案 ACD
三、波的折射
1．定义：波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，
波传播的方向发生偏折的现象叫做波的折射．
2．折射定律
波在介质中发生折射时，入射线、法线、折射线(即折射波线) 在_同__一__平___面__内，入射线与折射线分别位于_法__线___两侧，入

惠更斯原理波的反射与折射资料课件

惠更斯原理由荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯在17世纪提出，是经典波动理论 的重要组成部分。
惠更斯在研究声波和光波的传播过程中，发现波前的任意点都可以视为新的子波 源，从而提出了这一原理。这一原理的提出为后来的波动理论研究奠定了基础。
02
波的反射原理
反射现象的定义
反射现象
当波遇到障碍物或界面时， 一部分能量会沿着原路径 返回的现象。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
相关领域的前沿研究
1 2 3
非线性波传播研究 非线性波传播是当前研究的热点领域之一，与惠 更斯原理的结合将有助于深入理解波在复杂介质 中的传播行为。
波动方程的求解方法研究 求解波动方程是研究波传播问题的关键，发展新 的求解方法将有助于提高理论模型的精度和可靠 性。
波与物质的相互作用研究 波与物质的相互作用是波传播过程中的重要现象， 研究这一现象有助于深入理解惠更斯原理的适用 条件和局限性。
总结词
惠更斯原理在电磁波传播中，可以应用于无线通信、 雷达、卫星通信等领域。
详细描述
电磁波在传播过程中遇到不同的介质或障碍物时，会 产生反射、折射和散射等现象。惠更斯原理可以用于 分析这些现象，帮助我们理解电磁波的传播特性和行 为。在无线通信和雷达系统中，惠更斯原理可以帮助 我们优化信号的传输和接收效果，提高通信质量和距 离。在卫星通信中，惠更斯原理也有着重要的应用， 例如在卫星信号的覆盖预测和地面站的设计中。
惠更斯原理波的反射与折射 资 料课件
CONTENTS
• 惠更斯原理概述 • 波的反射原理 • 波的折射原理 • 惠更斯原理在波的反射与折射
中的应用 • 惠更斯原理的挑战与未来发展
01
惠更斯原理概述
惠更斯原理定 义
惠更斯原理是指波在传播过程中，可以视为在波前任意一点 处形成子波源，子波源发出的波经过时间再向前传播，其后 任意时刻的波前由这些子波源的波包所确定。
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t +Δt 时刻
的波前
uΔ t
t 时刻
的波前 子波波源
. . .
.. . . . ..
.
. .
.
. .
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。
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 法线 i i' 水波的反射
入射角i：入射波的波线与法线的夹角 反射角i’：反射波的波线与法线的夹角 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 射线与反射线分别位于法线两侧 2、反射角等于入射角 3、反射波的波长、频率、波速与入射波相同
平面
※波的反射定律证明（ P33～P34）
由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点，
介质I 介质II
i
法线
界面
r
※波的折射规律的推导
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 点的子波到达C点，
BD v1t sin i AD AD AC v2 t sin r AD AD
i
v2 t
B
A
i
v1t
r
sin i v1 sin r v2
r
C
D
波折射的规律（与光的折射定律相同）
（1）入射线、法线、折射线在 同一平面内； （2）入射线与折射线分局居法 线两侧； （3）入射角正弦与折射角正弦 之比等于波在第一种介质中传播 速度与在第二种介质中传播速度 之比： sin i v1
sin r

v2
（4）在折射中，频率不变，波速和波长都会发生改变。
1、内容：波在传播过程中所达到的每一点都可以
看做新的波源，从这些点发出的球面形状的子波，其后
任一时刻这些子波波前的包络面就是新的波前。 (一些几何图形的公切面，被称为这些图形的包络面)
2、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
3、确定下一时刻球面波的波面
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。
B`B AA`
AB `B B`AA`
A`AB ` BB `ALeabharlann i` iac
b
i i'
A
B v t
A’
i i'
B’
a’ c’ b’
四、波的折射 波从一种介质进入另一种介质时，波的传 播方向发生了偏折的现象叫做波的折射 折射角（r）：折射波的波线与法线的夹角 折射的原因： 波在不同介质中速度不同
2.4 惠更斯原理 波的反射与折射
金属丝周期性触动水面，可 以看到：水波形成圆形的波 纹从波源向周围传播。
用长方形直条作为波源拍击水 面：产生直线波纹的水波。
图中：圆和直线表示了波的波峰（或波谷）
缝宽与水波的波长相当，可以看到：在直线波纹的 水波传播过程中，到达一个宽度与波长相差不多的 狭缝时，水波穿过了狭缝，狭缝后面的波纹呈圆形， 以缝为圆心沿半径方向向周围传去，好像狭缝就是 波源一样。
雷达确定目标 示意图
一、波面、波前和波线 波面：振动状态相同（含相位）的质点组成的面。水波 的波面是一个个圆；空间一点发出的球面波，波面是以 波源为球心的一个个球面；对于平面波的波面是平面。 波前：最前面的波面叫做波前。 波线：表示波的传播方向的带箭头的线。 波面和波线的关系：互相垂直。
波线 波线
隐形飞机F—117
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上黑色 能吸收雷达波的材料。
蝙蝠的“眼睛”：18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎 尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠是靠高频率的尖叫来确 定障碍物的位置的。这种尖叫声频率在2万到10万赫兹之间， 我们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不到的。这样的声 波称为超声波。蝙蝠发出超声波，然后借助物体反射回来的 回声，就能判断出所接近的物体的大小、形状和运动方式。
波面 波面
二 、惠更斯原理 P32
克里斯蒂安· 惠更斯 (Christian Huygens，1629—1695)荷兰物理学家、 数学家、天文学家。克里斯蒂安· 惠更 斯是与牛顿同一时代的科学家，是历 史上最著名的物理学家之一，他对力 学和光学的研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面 也有卓越的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。
sin i v1 sin r v2
1. 一列声波在空气中的波长为25cm，传播速度为340m/s，这 列声波传入另一种介质中时，波长变为80cm，它在这种介质
中传播速度是多少？
1088m/s
2. 一列声波以60°的入射角入射到两种介质的界面上，反射
波刚好跟折射波垂直，若入射波的波长为0.6m，求折射波的
波长和反射波的波长？
0.2 3m,0.6m
v1 v2
只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数。
注意： 1.当入射速度大于折射速度时，折射波线靠拢 法线；当入射速度小于折射速度时，折射波线 远离法线。 2.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折 射中的特例。 3.在波的折射中，波的频率不改变，波速、波 长都发生改变。 猜想：波的反射、折射与光遵守同样的规律， 那光是波或波是光呢？