第三章 第3节 波的反射、折射和衍射-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修1【创新教程】五维课堂同步教师用书（人教版）

第3节　波的反射、折射和衍射 素养目标 知识图解 物理观念 初步形成波的反射和波的折射的概念 科学思维 理解波的反射定律和折射规律 科学探究 探究发生明显衍射现象的条件 科学态度与责任 养成观察、探究、归纳的良好习惯，培养学习物理的兴趣 [基础梳理] [知识点一]　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． [知识点二]　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． [知识点三]　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． [自我检测] 1．思维辨析 (1)入射波的波线与界面的夹角叫入射角．( × ) (2)入射波的波长和反射波的波长相等．( √ ) (3)孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象．( × ) (4)衍射是波的特有现象．( √ ) 2．基础理解 (1)图中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 解析：D　[波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率不变，故选项A、B错误；波发生折射时，频率不变，波速变，波长变，故选项C错误，选项D正确．] (2)(多选)一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，以下哪种情况可以使衍射现象更明显(　　) A．增大障碍物的尺寸 　　 B．减小波的频率 C．缩小障碍物的尺寸 D．增大波的频率 解析：BC　[波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v＝λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大．而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，要使衍射现象变得明显，可以通过缩小障碍物的尺寸，同时增大波长即减小波的频率来实现，BC选项正确．] 波的反射和折射 ◆[探究导引] (1) 　　 (a)　　　　　　　　 　(b) 如图(a)在水槽中，点波源所发出的圆形水波遇直线界面反射后的波形仍为同心圆形．图(b)为圆形波反射的示意图．请举例说明生活中波的反射现象． (2)波的反射被广泛应用于实际生产和生活中，如医学中的B超；交通中的雷达测速，国防军事中应用波的反射测量距离等等，那么能不能在两种介质的界面发生折射？折射时遵循什么规律？ 提示：(1)①回声是声波的反射现象，原因是：对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会被反射回来继续传播． ②夏日的雷声轰鸣不绝，原因是：声波在云层界面多次反射． ③在空房间里讲话声音更响亮，原因是：声波在房间里遇到墙壁、地面或天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳．人耳只能区分相差0.1 s以上的声音，所以人在房间里讲话感觉声音比在空旷处大．如果房间里有幔帐、地毯、衣物等，它们会吸收声波，从而使声音减弱． (2)能，折射定律． ◆[探究归纳] 1．波向前传播在两种介质的界面上可以同时发生反射和折射现象，一些物理量也会相应发生变化，比较如下： 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 2.折射定律 (1)折射角(γ)：折射波的波线与两介质界面法线的夹角γ叫作折射角．如图所示． (2)内容：如图所示，波在介质中发生折射时，入射波线、法线、折射波线在同一平面内，入射波线与折射波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介质Ⅰ中的传播速度跟波在介质Ⅱ中的传播速度之比，即＝. 可见：①当v1＞v2时，i＞γ，折射波线偏向法线．②当v1＜v2时，i＜γ，折射波线偏离法线． ③当垂直界面入射(i＝0)时，γ＝0，波的传播方向不改变，是波的折射中的特殊情况． [名师点睛] (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