3.3-3.4 机械波的反射、折射和衍射 课件-2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）选择性必修第一册

第三章 机械波 第三、四节 机械振动の 选修系列 反射、折射和衍射 一、机械波的反射 红实线表示波峰 黄实线表示波谷 绿箭头表示传播方向 橙虚线表示法线 入射角 反射角 波在传播过程中遇到障碍物时发生的背离障碍物传播的现象，称为波的反射 结论 反射角等于入射角 二、机械波的折射 当波沿着介质传到边界时，部分波会穿过边界进入另一种介质，并改变传播方向，这就是波的折射 结论 反射角不等于折射角 入射角 折射角 浅水区 深水区 注意 由于水波在深水区和浅水区的传播速度不同，可将深水区和浅水区看作两种介质。（只是一种等效处理，并不是两种不同的物质。） 二、机械波的折射 在茫茫的大洋里波高不足一米，但当到达海岸浅水地带时，波速减慢，后浪堆叠前浪。波高急剧增高，可达数十米，形成含有巨大能量的“水墙”。 二、机械波的折射 波的折射现象可与小车进入粗糙程度不同的区域运动方向发生偏折的情况类比。灰色表示较光滑的硬地，绿色表示粗糙的草地。一辆无动力小车原本在硬地上沿着直线行驶，到达硬地和草地的交界处时，蓝色车轮先进入草地，阻力增大，蓝色车轮速度变慢；红色车轮依旧在硬地上行驶，速度不变，车的行驶方向将发生偏转。小车完全进入草地后，继续沿着直线行驶，整体车速降低。 二、机械波的折射 波现象 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 波的反射、折射现象中各物理量的变化 二、机械波的折射 在两种介质的分界面处，波的反射和折射往往同时发生。 反射、折射演示 请点击超链接 三、机械波的衍射 波可以绕过障碍物进入其阴影区继续传播的现象，称为波的衍射 衍射演示 请点击超链接 三、机械波的衍射 以上实验证实，当缝隙的宽度比波长大得多时，水波几乎无法到达挡板后的区域；当缝隙的宽度与波长相差不多或比波长小时，水波可以绕到挡板后面继续传播。 三、机械波的衍射 更多的实验表明，波能够发生明显衍射现象的条件是：障碍物（或缝隙、小孔）的尺寸d与波长相差不多或比波长λ小。 d<= λ 结论 d d d λ λ λ 衍射不明显 衍射明显 衍射非常明显 三、机械波的衍射 衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。 衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。 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 一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。 三、机械波的衍射 利用数值模拟软件水波的衍射 三、机械波的衍射 示例1 下列现象不属于波的明显衍射现象的是（　 　） （ A ）“隔墙有耳” （ B ）“空山不见人，但闻人语声” （ C ）河中芦苇后面没有留下无波的区域 （ D ） 池中假山前有水波，假山后无水波 D 三、机械波的衍射 示例2 如图所示，S为波源，MN为两块挡板，其中M固定，N板可上下移动，两板中间有一块缝，此时测得A点没有发生振动，为了使A点能振动起来，可采取的方法是（ ）多选 （ A ）增大波源的频率 （ B ）减小波源的频率 （ C ）将N板上移一些 （ D ）将N板下移一些 BC 三、机械波的衍射 示例3 如图所示，正中心O点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于 (　　) ( A )整个区域 ( B )阴影Ⅰ以外的区域 ( C )阴影Ⅱ以外的区域 ( D )阴影Ⅲ以外的区域 B 课堂作业 作业15 Lavf59.34.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.83.100 Lavf59.34.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.34.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.34.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $