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 机械波有没有反射？你是否注意过水波的反射呢？波的反射应该遵从什么规律？ 北京天坛回音壁 水波的反射 1. 定义：波传播过程中遇到介质界面返回 原介质继续传播的现象。 2. 规律：入射角=反射角 一、波的反射 反射线与法线的夹角叫做反射角。 入射角i： 入射线与法线的夹角叫做入射角。 反射角i’： 法线 分界面 3. 反射定律： （1）入射线、法线、反射线在同一平面内， 入射线与反射线分居法线两侧，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． 1．你能就几个波的反射的实例么？ 回声：对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会被反射回来继续传播． 夏日的雷声轰鸣不绝．声波在云层界面多次反射． 2．思考：在没有家具的空房间里讲话感觉声音比较响． 声波遇到墙壁，地面，天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳．人耳只能分开相差0.1s以上的声音．而普通房间里的物品、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的声响效果． 4、波的反射实例 3．思考：一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静，这是怎么回事呢？ 刚下过的雪是蓬松的，表面层有许多小气孔．当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射．由于气孔往往是内部大而口径小．所以，仅有少部分波的能量能通过口径反射回来，而大部分的能量则被吸收掉了．所以感到寂静。 高科技狠活——歼20的隐身图层也是类似的原理 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 1.定义：波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生偏折的现象叫作波的折射． 2.特点：波的频率不改变，波速和波长都发生了改变 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。 (2)当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例。 3.波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同。 (多选)以下关于波的认识，正确的是(　 　) A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C．雷达的工作原理是利用波的折射 D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象 ABD 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 三、波的衍射 1.定义：波可以绕过障碍物（或小孔）继续传播的现象。 一切波都可以发生衍射。衍射只有“明显”与“不明显”之分。 2.发生明显衍射现象的条件。 (1)水波波长一定时，缝的大小与衍射现象明显程度的关系？ (2)缝宽一定时，水波波长（两亮纹间距）的大小与衍射现象明显程度的关系？ 波长一定时，缝、孔的宽度越小，衍射现象越明显 缝、孔的尺寸d一定时， 波长越大，衍射现象越明显 波长一定时，障碍物的尺寸越小，衍射现象越明显 障碍物尺寸d一定时， 波长越大，衍射现象越明显。 结论：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。 3. 理解 （1）衍射始终存在，只是有的衍射明显，有的衍射不明显． （2）衍射时波长、频率、波速都不变 （3）当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。 （λ/d比值越大越明显） 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 D 课堂练习 【答案】D 【详解】A．因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，故A错误； B．波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故B错误； C．如果增大两挡板间空隙AB，孔的尺寸大于波的波长时，可能观察不到明显的衍射现象，