内容正文:
第三章 机械波
物理选择性 必修第一册
菜 单
3 波的反射、折射和衍射
第三章 机械波
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菜 单
[学业要求与核心素养]
1.知道波传播到两种介质的交界面时会发生反射、折射现象。
2.通过观察水波的衍射现象,认识衍射现象的特征。
3.知道衍射现象是波特有的现象,知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。
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1.波的反射
(1)反射现象:波遇到障碍物会_________继续传播的现象。
(2)反射规律:反射线、法线、入射线在___________,反射线、入射线分居__________,反射角______入射角。
一、波的反射与折射
返回来
同一平面内
法线两侧
等于
自主预习·基础落实
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2.波的折射
波从一种介质传播到另一种介质时,波的____________发生改变的现象叫波的折射。
传播方向
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1.定义:波可以____________继续传播,这种现象叫作波的衍射。
2.发生明显衍射的条件:缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_________,或者______________。
3.______都能发生衍射,衍射是波____的现象。
二、波的衍射
绕过障碍物
相差不多
比波长更小
一切波
特有
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1.判断下列说法的正误。
(1)波发生反射和折射时波的频率都不变,但波长、波速均发生变化。(×)
(2)波的折射现象和反射现象都是波的特有现象。(×)
(3)一切波遇到障碍物都会发生衍射现象。(√)
[自我诊断]
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(4)只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时,才会发生衍射现象。(×)
(5)当小孔大小一定时,波的频率越大,衍射现象越明显。(×)
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2.(多选)下列现象属于波的衍射现象的是
A.“隔墙有耳”
B.“空山不见人,但闻人语响”
C.“余音绕梁,三日不绝”
D.“夏日雷声轰鸣不绝”
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解析 “余音绕梁,三日不绝”和“夏日雷声轰鸣不绝”主要是声音的反射现象引起的,而“隔墙有耳”和“空山不见人,但闻人语响”均属于波的衍射现象。
答案 AB
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如图3-3-1所示,当波从介质Ⅰ传播到两介质的交界面时,返回介质Ⅰ的波和进入介质Ⅱ的波的频率变化吗?波长变化吗?
知识点一 波的反射和折射
[问题探究]
互动探究·素能培优
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图3-3-1
答案 返回介质Ⅰ时波的频率和波长均不变,进入介质Ⅱ的波的频率不变,波速变化,由v=λf得,波长变化。
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对波的反射和折射的理解
波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象,一些物理量相应发生了变化,比较如下:
[归纳升华]
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波现象
比较项 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
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(1)频率f由波源决定,故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率,即波源的振动频率相同。
(2)波速v由介质决定,因反射波与入射波在同一介质中传播,故波速不变;而折射波与入射波在不同介质中传播,所以波速变化。
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(3)据v=λf知,波长λ与v及f有关,即与介质及波源有关,反射波与入射波在同一介质中传播,波速、频率相同,故波长相同。折射波与入射波在不同介质中传播,f相同,v不同,故λ不同。
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[例1]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,此时汽车距山崖的距离有多远?(v声=340 m/s)
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[解析] 画出汽车与声音运动过程示意图如图所示,设汽车由A到C位移为x1,C到山崖B距离为x2,设汽车鸣笛到司机听到回声时间为t,则
t=2 s
则:eq \f(x1,v车)=eq \f(x1+2x