3.3 波的反射、折射和衍射-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第一册）

3.3 波的反射、折射和衍射 课程标准 课标解读 1.通过演示实验，知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射现象。 2.通过比较波的反射和折射，知道反射波和折射波的频率、波速和波长的变化关系。 3.通过观察，理解波发生明显衍射的条件 ，并能用该条件解释相关物理现象。 1. 知道什么是波的反射与折射现象，知道发生波的反射与折射现象的条件。并能进行简单的计算。 2.知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件。 SHAPE \* MERGEFORMAT 知识点01 波的反射与折射 一、波的反射 1．反射现象 波遇到介质界面会返回来继续传播的现象． 2．反射角与入射角 (1)入射角：入射波的波线与法线的夹角，如图中的α. (2)反射角：反射波的波线与法线的夹角，如图中的β. 3．反射定律 反射波线、法线、入射波线在同一平面内，且反射角等于入射角． 注意：反射波与入射波的波长、频率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，反射波传播的能量将减少． 二、波的折射 1．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作波的折射． 2．一切波都会发生折射现象． 【即学即练1】机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射，如果用射线表示波的传播方向，下列说法正确的是（　　） A．入射线与反射线一定在同一平面内，法线与这一平面垂直 B．入射线与反射线可能在法线同侧 C．“回声”是声波的反射现象 D．“回声”是声波的折射现象 【答案】C 【解析】AB．波的反射遵守波的反射定律，即反射线在入射线和法线所决定的平面内，分居法线两侧，故AB错误； CD．声波遇到障碍物时可发声反射，形成回声，因此 “回声”是声波的反射现象，故C正确，D错误。 故选C。 【即学即练2】如图所示，图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，可采用的方法是（　　） A．使波源的频率增大 B．使波源的频率减小 C．使波源的周期减小 D．移动N使狭缝的间距增大 【答案】B 【解析】A．当波源频率增大时，波长减小，不易发生衍射，故A错误； B．当波源频率减小时，波长增大，可以使衍射现象更加明显，故B正确； C．当波源的周期减小时，波源频率增大，波长减小，不易发生衍射，故C错误； D．当移动N使狭缝的间距增大，孔的间距增大，衍射现象会变弱，振动减弱，故D错误； 故选B。 知识点02 波的衍射 1．定义 波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射． 2．发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象． 3．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象． 【即学即练3】下列说法正确的是(　　) A．入射波面与法线的夹角为入射角 B．入射波面与界面的夹角为入射角 C．入射波线与法线的夹角为入射角 D．入射角跟反射角相等 【答案】CD 【解析】入射波线与法线的夹角为入射角，而反射光线与法线的夹角为反射角，在波的反射中，入射角和反射夹相等，故CD正确，AB错误；故选CD． SHAPE \* MERGEFORMAT 考法01波的衍射 1．产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长小． 2．理解 (1)衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射． (2)波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异，不会出现“不发生衍射现象”的说法． (3)波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向．因此，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况． 【典例1】下列说法中正确的是（　　） A．衍射是一切波特有的现象 B．障碍物或孔越大越易产生衍射 C．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的衍射现象 D．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声音的反射现象 【答案】AD 【解析】A．衍射是一切波特有的现象，A正确； B．障碍物或孔越小，越易产生明显衍射现象，B错误； CD．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声音的反射现象，C错误D正确。 故选AD。 SHAPE \* MERGEFORMAT 题组A 基础过关练 一、单选题 1．如图所示是水波遇到小孔后的图像，图中每两条实线间的距离表示一个波长，其中正确的图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据发生明显衍射的条件，即当波长与小孔、障碍物尺寸相当或大于小孔、障碍物的尺寸会发生明显的衍射现象，波遇到小孔发生明显的衍射现象时，小孔处相当于新的波源； 故选D。 2．发波水槽中产生一列水波，用一支圆珠笔插入水中，如图所示，