3.3 波的反射、折射和衍射（教学课件）-【上好课】2022-2023学年高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第一册）

3.3 波的反射、折射和衍射 高二物理（人教版2019） 选择性必修 第一册 第三章 机械波 新课引入 聆听与思考： 1.当刺破气球后，你听到了什么？ 2.为什么会出现这种现象？ 新课引入 钱塘江大潮 新课引入 思考与讨论： 1.钱塘江大潮为什么会出现回头潮？ 2.钱塘江大潮中出现的回头潮是否遵循一定的物理规律呢？ 波的反射 01 波的折射 02 学习目标 波的衍射 03 一、波的反射 新课讲授 水波的反射 1.波的反射：波传播过程中遇到介质界面返回原介质继续传播的现象。 一、波的反射 新课讲授 法线 分界面 2.波的反射定律： (1)反射线、入射线和法线在同一平面内，反射线和入射线分别位于法线两侧，反射角等于入射角; （2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同; （3）波遇到两种介质界面时，总存在反射。 新课讲授 思考与讨论： 1.夏日的雷声为什么轰鸣不绝？ 2.你还能举出哪些机械波反射的例子？ 我们知道光从一种介质进入到另一种介质会发生折射，机械波会发生折射吗？ 二、波的折射 新课讲授 水波的折射射 1.波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。 二、波的折射 新课讲授 2.波的折射定律： 界面 介质I 介质II 法线 (1)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。 二、波的折射 新课讲授 2.波的折射定律： 界面 介质I 介质II 法线 (2)当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线。 (3)当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线。 (4)当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例。 (5)在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变。 3.波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同。 新课讲授 思考与讨论： 唐代诗人张说在《夜半钟声》写到“夜卧闻夜钟，夜静山更响”，为什么会有这样的现象呢？ 提示： 白天近地面的气温较高，类似于光的折射，上面空气类似光密介质，下面空气类似光疏介质，声音被拐到空中去了；夜晚地面温度较低，空气的情况相反，声音被拐到地面方向，这也是在夜晚声音会更响。 思考与讨论： 新课讲授 1.在水塘里微风激起的水波遇到突出水面的芦苇等会出现什么现象？ 2.为什么会出现这种现象呢？ 1.波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象。 三、波的衍射 新课讲授 障碍物 阴影区 阴影区 阴影区 阴影区 波源 衍——延展之意；波的衍射——波延展到“影子”区域里的现象。 三、波的衍射 新课讲授 思考与讨论： (1)为什么当水波在前进方向上遇到大的石头，水波就绕不过去了呢？ (2)波在什么条件下能够发生明显的衍射现象呢？ 水波的衍射 三、波的衍射 新课讲授 三、波的衍射 新课讲授 思考与讨论： (1)水波波长一定时，缝的大小与衍射现象明显程度的关系时怎样的？ (2)缝宽一定时，水波波长的大小与衍射现象明显程度的关系时怎样的？ 2.发生明显衍射的条件：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。 是否可以说成是发生衍射现象的条件？ 思考与讨论： 新课讲授 三、波的衍射 3.注意： (1)衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。 (2)衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。 (3)障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是发生明显衍射的条件 (4)一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。 新课讲授 三、波的衍射 思考与讨论： 新课讲授 1.“隔墙有耳”这一成语中蕴含着怎样的物理学原理？ 2.“闻其声而不见其人”是否也蕴含着同样的物理学原理呢？ 课堂小结 1．下列属于明显衍射现象的是（　　） A．隔墙有耳 B．河中芦苇后面没有留下无波的区域 C．池中假山前有水波，假山后无水波 D．在大山前喊话，多次听到自己的声音 AB 课堂练习 【答案】AB 【详解】波绕过障碍物继续传播的现象叫做衍射现象。 A．“隔墙有耳”是波绕过障碍物继续传播，是声音的衍射现象，A正确； B．河中芦苇后面没有留下无波的区域，是水波的明显衍射现象，B正确； C．池中假山后无水波说明衍射现象不明显，C错误； D．在大山前喊话，听到回音是波的反射，故D错误。 故选AB。 课堂练习 2．如图为蟾蜍在水中鸣叫时水面形成的奇妙水波。已知水波的传播速度与水的深度正相关。下列说法正确的是（　　） A．岸边的人听到的声波是横波 B．岸边的人听到的声波频率大于水波的频率 C．水面上飘落的树叶逐渐被水波推向岸边 D．在深水区，水波更容易发生衍射 D 课堂练习 【答案】D 【详解】A．声波在空气中传播是通过空气的膨胀和收缩，是