3.3波的反射、折射和衍射 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.3波的反射、折射和衍射 横州市百合中学 韦衍虎 18276143537 问题导入 我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时会发生反射。对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，就是声波在峭壁上反射的结果。生活中，你是否注意过水波的反射？波的反射应该遵从什么规律？ 一、波的反射 演 示 水波的反射 在巨大的水槽中丢入一石块，观察产生的水波遇到槽壁的情形。 现象：波被反射回来。 当波传播到两种介质的分界面时，一部分返回来继续传播的现象。 法线 分界面 波的反射： 声波在云层界面多次反射 二、波的折射 波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象。 界面 介质I 介质II 法线 理论和实验证明，一切波都会发生折射现象。 三、波的衍射 在水塘里，微风激起的水波遇到小石、芦苇等细小的障碍物，等会出现什么现象？ 现象：会绕过障碍继续传播，好像它们并不存在。 衍射：波绕过障碍物继续传播的现象。 水波的衍射 演 示 在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝， 观察水波通过狭缝后的传播情况。 保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化。 实验探究一：改变缝的宽度 实验表明，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。 实验探究二：改变波的波长 阴影区 阴影区 障碍物 λ2= 0.5d λ3= 0.7d λ1= 0.3d 衍射中真的是孔或障碍物的尺寸越小越好吗？ 当孔或障碍物的尺寸过小时，由于衍射到后方的能量较弱，故衍射现象仍不明显。 思考与讨论 衍射在生活中例子 障碍物 水波通过桥洞时发生衍射 水波绕障碍物 隔墙有耳 一切波都能发生衍射。衍射是波特有的现象。 [例2] (多选)如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是(　　) A.此时能明显观察到波的衍射现象 B.挡板前后波纹间距离相等 C.如果将孔AB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，能观察到的更明显衍射现象 ABC 课堂练习 例2：两块挡板，其中M固定，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当作一 个“小孔”做水波的衍射 实验，出现了图示中的图 样，P 点的水没有振动起 来。为了使挡板左边的振动传到P可以采取什么方法吗？ 课堂练习 解析：为了P点发生震动，实际就是使衍射更明显，那就是让孔或者障碍物的尺寸更长，尺寸差不多或者比波长小。 课堂小结 一、波的反射 二、波的折射 三、波的衍射 当波传播到两种介质的分界面时，一部分返回来继续传播的现象。 波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象。 波绕过障碍物继续传播的现象。 实验表明，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。 $