(教用word)第3章 3 波的反射、折射和衍射-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册(人教版2019)

3　波的反射、折射和衍射 核心素养目标 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 认识波的反射、折射和衍射等现象 掌握衍射现象的特征，理解发生明显衍射现象的条件 探究水波的反射、衍射现象 能理解生活中的反射、折射和衍射现象，感受物理与生活之间的联系 一、波的反射 1．反射现象 波遇到介质界面会发生反射的现象。 2．反射角与入射角 (1)入射角：入射线与法线的夹角，如图中的α。 (2)反射角：反射线与法线的夹角，如图中的β。 3．反射定律 (1)内容：反射线、法线、入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 (2)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。 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：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。 3．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。 判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (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)波发生反射时，反射波的波长、频率和波速都跟入射波不同。 (×) 提示：反射波的波长、频率和波速都跟入射波相同。 (4)发生波的折射时，入射波和折射波在介质中的传播速度不同。 (√) (5)一切波都能发生衍射现象。 (√) (6)缝或孔的宽度较大时，不能发生衍射现象。 (×) 提示：缝或孔的宽度较大时，不是不能发生衍射现象，而是不容易发生明显的衍射现象。 　 　　波的反射与折射 (1)人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力？ 提示：在耳郭原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵接收到的声波的强度。 (2)对着山崖或高墙说话时，能听到回声；夏日的雷声在云层间轰鸣不绝，你知道这是怎么回事吗？ 提示：这两种现象都是声波的反射造成的。 波向前传播时，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 (1)频率(f)由波源决定，无论是反射波还是折射波都与入射波的频率相等，即与波源的振动频率相同。 (2)波速(v)由介质决定，反射波与入射波在同一介质中传播，波速不变，折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化。 (3)由v＝λf知，波长λ与波速和频率有关。反射波与入射波频率相同、波速相同，故波长相同；折射波与入射波在不同介质中传播，频率相同，波速不同，故波长不同。 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 D　解析：波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错误；波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝得波长不同，故C错误，D正确。 处理波的反射和折射问题时，首先要找出界面和法线，弄清楚入射角、反射角和折射角；同时记住波的反射和折射中的一些重要结论(如在反射或折射过程中波的频率不变)以及一些实际情况。 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 A　解析：入射波与反射波在同种介质中波速相同，频率由波源决定，频率相同，由v＝λf知波长相同，A正确，B错误；因不知介质情况，入射波与折射波波长无法比较，C、D错误。 　 　　波的衍射 一个可观察水波衍射的水波发生槽如图所示，波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？ 提示：水波遇到小孔时，水波能穿过小孔，并能到达挡板后面的“阴影区”。小孔的尺寸减小时，水波到达“阴影区”的现象更加明显。 (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