3.3 波的反射、折射和衍射-2021-2022学年高二物理教学一体案（人教版2019选择性必修第一册）

§3-3 波的反射、折射和衍射 一、学习目标 1.了解波的反射和折射现象. 2.理解波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件． 二、学习过程 【问题探究】1．我们在山中、在大的空房间里大声说话时，都会听到回声，这属于波的什么现象？ 2. 如图所示，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1】波的反射和折射 1．波的反射遵从反射定律，即入射线、反射线及法线位于同一平面内，入射线、反射线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角． 2．波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的． 3．波速是由介质决定的，波反射时是在同一介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变． 4．波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝可知波长变大，反之变小． 例题1、关于波的反射与折射，下列说法正确的是 A. 入射波的波长一定等于反射波的波长，其频率不变 B. 入射波的波长一定小于反射波的波长，其频率不变 C. 入射波的波长一定大于折射波的波长，其频率不变 D. 入射波的波长一定小于折射波的波长，其频率不变 跟踪训练：对于波长为的声波，下列说法正确的是 A. 在同一介质中，比波长为的声波传播快 B. 在空气中的频率比在水中大 C. 声波能发生折射，但折射后频率不改变 D. 声波能发生反射，但反射后波速改变 例题2、甲、乙两人平行站在一堵又高又宽的墙前面，二人相距，距墙均为，当甲开了一枪后，乙在时间后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为    A. 甲开枪后 B. 甲开枪后 C. 甲开枪后 D. 甲开枪后 【问题探究】如图所示是一个可观察水波衍射的发波水槽，振源的频率是可以调节的，槽中放置两块可移动的挡板形成宽度可调节的小孔，观察水波的传播，也可以在水槽中放置宽度不同的挡板，观察水波的传播．思考下列问题： (1)水波遇到小孔时，会观察到什么现象？依次减小小孔尺寸，观察到的现象有什么变化？ (2)当水波遇到较大的障碍物时，会观察到什么现象？当障碍物较小时，会观察到什么现象？ 【知识点2】波的衍射 1．波的衍射：波绕过障碍物继续传播的现象. 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. 衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射．衍射只有“明显”与“不明显”之分． 3．波的衍射的普遍性：一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象. 4．声波波长较长，一般在1.7 cm～17 m. 5．波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况． 例题3、如图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离表示一个波长，其中正确的图象是 A. B. C. D. 例题4、如图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔图、或障碍物图、，其中能发生明显衍射现象的有 A. 只有 B. 只有 C. 只有 D. 只有 §3-3 波的反射、折射和衍射 作业 班级： 学号： 姓名： 一、选择题 1． 如图中、、分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则 A. 与的波长、频率相等，波速不等 B. 与的波速、频率相等，波长不等 C. 与的波速、频率、波长均相等 D. 与的频率相等，波速、波长均不等 2．一列水波由深水区进入浅水区，入射波与界面夹角为，折射波与界面夹角为，则下列说法正确的是 A. 波在深水区与浅水区的波速相同，频率不同，波长不同 B. 波在浅水区与深水区中传播时，波速、频率、波长都相同 C. 深水区中的波速、波长比浅水区中小 D. 深水区中的波速、波长比浅水区中大 3．某人手持边长为的正方形平面镜测量身后一棵树的高度．测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他手持镜子向前走了，发现用这个镜子长度的就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为      A. B. C. D. 4．如图所示是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，是波源．图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻波纹图中曲线之间距离表示一个波长；关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中不正确的是 A. 此时能明显观察到波的衍射现象 B. 水波通过挡板前后波纹间距离相等 C. 如果将孔扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象 5．如图是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每