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

第三章 机械波 3.波的反射、折射和衍射 教学目标 CONTENT 01 02 03 知道波发生明显衍射的条件及其特征 理解反射定律的内容 知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射 2 横波 纵波 波峰 波谷 疏部 密部 机械波：机械振动在介质中的传递。 波的描述 时间周期性：周期T，频率f 空间周期性：波长λ 波速 复习回顾 波形图 P1 v P2 3 新课引入 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? 水波的反射 反射线与法线的夹角 入射角（i）： 入射线与法线的夹角 反射角（i’）： 1.波的反射：波遇到介质界面会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射． 法线 界面 波的反射现象有什么规律呢？ 用一条射线代表入射波的入射方向（入射线） 用另一条射线代表反射波的反射方向（反射线） 波的反射 一 知能提升 ①反射波的频率、波速和波长都不变. ②波遇到两种介质界面时，总存在反射. 注意： 法线 平面 2.反射规律： ①入射线、法线、反射线在同一平面内 ②入射线与反射线分居法线两侧 ③反射角等于入射角 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叫做波的折射。 波的折射 二 知能提升 情再现 1.波在传播过程中遇到障碍物时波的行为会发生什么变化？ 2.两列波在空间相遇时会发生什么现象？ 9 波的衍射：波可以绕过障碍物或通过障碍物上的孔、缝而在障碍物的后面继续传播，这种现象叫做波的衍射。 声波绕过墙壁 水波绕过芦苇 水波绕过礁石 波的衍射 三 知能提升 10 1.观察孔、缝宽度对衍射的影响 11 规律：波长λ不变，狭缝宽度d与波长相差不多时，衍射现象更明显。 波长不变，改变挡板缝宽 12 2.观察波长对衍射的影响 13 规律： 波长λ与狭缝宽度相差不多时，衍射现象更明显； 挡板缝宽不变，改变波长 波长减小，衍射现象变得不明显； 波长与狭缝宽度相比非常小，水波将沿直线传播。 14 发生明显衍射现象的条件： 1.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。 2.衍射的实质：振动的形式和能量传到障碍物后方的阴影区域中。 声波波长：1.7 cm ~ 17 m 一切波都能发生衍射。衍射是波特有的现象。 “闻其声而不见其人”是为什么？ 光波波长：0.4µm ~ 0.7 µm 16 例.图中S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。为使A处水也能发生振动，下列方法无效的是(　　 ) A.移动N使狭缝的宽度增大 B.使波源的频率减小 C.使波源的周期增大 D.移动N使狭缝的宽度减小 解析：A 处水没有振动，说明不能发生明显的衍射现象。要想发生明显的衍射现象，必须减小狭缝的宽度或增大波长，A方法无效，D方法有效；要想增大波长，由 = λ f = 知， 一定，当 f 减小或 T 增大时，λ 增大，B、C方法有效。故选A。 A 典例精析 一、波的反射 二、波的折射 三、波的衍射 课堂小结 1.以下关于波的衍射的说法正确的是(　　) A.波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象 B.当障碍物的尺寸比波长大得多时,衍射现象很明显 C.当孔的大小比波长小时,衍射现象很明显 D.只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时,才会发生明显的衍射现象 解析:凡是波都能发生衍射现象,不过有时衍射现象明显,有时衍射现象不明显。只有当缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时,才能发生明显的衍射现象。 C 2.对于波长为100 m的声波,下列说法正确的是(　　) A.在同一介质中,比波长为20 m的声波传播快 B.在空气中的频率比在水中大 C.声波能发生折射,但折射后频率发生变化 D.声波能发生反射,但反射后波速不变 解析:机械波的传播速度由介质决定,波的频率由波源决定,与介质无关,所以折射后,波进入另一种介质,传播速度发生变化,反射后回到原来的介质,传播速度不变,故选项D正确。 D 3.(多选)观察水面波衍射的实验装置如图所示,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)之间距离表示一个波长,则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,能更明显地观察到衍射现象 ABC 解析:从题图中可看出孔AB的尺寸小于一个波长,所以此时能明显地观察到波的衍射现