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第三章 机械波
课时3 波的反射、折射和衍射
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第三章 机械波
5A新学案 物理 · 选择性必修第一册
必备知识·记忆理解
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入射波
反射波
同一平面
等于
传播的方向
折射
绕过障碍物
相差不多
更小
衍射
衍射
ABD
B
C
关键能力·分析应用
A
B
D
A
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第三章 机械波
5A新学案 物理 · 选择性必修第一册
核心目标
1.认识波的反射和折射现象,知道反射波和折射波的频率、波速和波长的变化关系.
2.知道波的衍射现象,知道发生明显衍射现象的条件,了解波的衍射在生活中的运用.
要点笔记
要点1 波的反射
1.反射现象
波遇到介质界面会______来继续传播的现象.
2.反射角与入射角
(1) 入射角:_________的波线与法线的夹角,如图中的α.
(2) 反射角:_________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____________内,且反射角______入射角.
要点2 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_______________发生偏折的现象叫作波的折射.
2.一切波都会发生______现象.
要点3 波的衍射
1.定义
波可以_______________继续传播,这种现象叫作波的衍射.
2.发生明显衍射现象的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长____________或者比波长______时,才能观察到明显的衍射现象.
3.一切波都能发生______,______是波特有的现象.
基础内化
1.(多选)下列叙述属于波的反射现象的是( )
A.夏日的雷声有时会轰鸣不绝
B.在空房间里讲话,会感到声音更响
C.墙里讲话墙外听
D.讲话者又听到自己的回声
解析:墙里讲话墙外听是波的衍射现象,A、B、D选项描述的现象均属于波的反射现象.
2.一列声波从空气传入水中,已知水中声速较大,则( )
A.声波频率不变,波长变小
B.声波频率不变,波长变大
C.声波频率变小,波长变大
D.声波频率变大,波长不变
解析:声波由空气传入水中,频率不变,波速变大,所以波长变大,B正确.
3.下列选项中属于衍射现象的是( )
A.风从窗户吹进来
B.雪堆积在背风的屋后
C.水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块,小石块对波的传播没有影响
D.晚上看到水中月亮的倒影
解析:波可以绕过障碍物继续传播的现象称为波的衍射,C与衍射现象相符.
分类悟法
考向1 波的反射和折射
1.反射波的波长、波速、频率跟入射波的相同.利用回声测距是波的反射的一个重要应用.它的特点是声源正对障碍物,声源发出的声波与回声在同一条直线上传播.
(1) 若是一般情况下的反射,反射波和入射波是遵从反射定律的,可用反射定律作图后再求解.
(2) 若声源运动,声源发出的原声至障碍物再返回至声源的这段时间与声源的运动时间相同.
2.波发生折射的原因:是波在不同介质中的速度不同.
(1) 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.入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比.即eq \f(sin i,sin r)=eq \f(v1,v2)
(2) 解答波的折射问题的注意事项
① 当波从一种介质垂直射入另一种介质时,波的传播方向不变.
② 折射波的频率与入射波的频率相同,而波速、波长却不同.
3.考查分析:要能根据情景作出几何图形,然后利用几何知识结合物理规律解决波的反射、折射问题.
(2022·安徽合肥八中)如图所示是声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况,由图判断下列说法中正确的是( )
A.折射角小于入射角,声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速
B.折射角大于入射角,介质Ⅰ可能是空气,介质Ⅱ可能是水
C.折射角大于入射角,介质Ⅰ可能是钢铁,介质Ⅱ可能是空气
D.介质Ⅰ中波速v1与介质Ⅱ中波速v2满足eq \f(v1,v2)=eq \f(sin θ2,sin θ1)
解析:题图中MN为介质界面,虚线为法线,θ1为入射角,θ2为折射角,从题图中可直接看出折射角小于入射角,则B、C错误;根据折射定律有eq \f(v1,v2)=eq \f(sin θ1,sin θ2)>1,所以v1>v2,D错误,A正确.
考向2 波的衍射
1.衍射的实质:振动的形式和能量传到障碍物后方的阴影区域中.
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.
因为波传到小孔(或障碍物)时,小孔(或障碍物)仿佛是一个新的波源,由它发出与原来同频率的波(称为子波),在小孔(