第3课 波的反射、折射和衍射 -【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019）

第3课 波的折射、反射和衍射 ( 学习目标 ) 课程标准 学习目标 知道波的反射和折射现象。通过实验，了解波的衍射现象。 1．通过水波或声波观察波的反射、折射和衍射现象。 2．认识衍射是波特有的现象。 3．知道明显衍射的条件。 ( 0 2 预习导学 ) （一）课前阅读： 水波、声波、回声、光的折射、光的反射 衍射最早是由弗朗西斯科·格里马第（Francesco Grimaldi）于1665年发现并加以描述，他也是“衍射”一词的创始人。这个词源于拉丁语词汇diffringere，意为“成为碎片”，即波原来的传播方向被“打碎”、弯散至不同的方向。格里马第观察到的现象直到1665年才被发表，这时他已经去世。他提出光不仅会沿直线传播、折射和反射，还能够以第四种方式传播，即通过衍射的形式传播。 （二）基础梳理 一、波的反射和折射 （一）定义：波从一种介质射向另一种介质时，在界面处一般要分开，一部分进入另一种介质，叫做 ；一部分返回原介质中，叫做 。 （二）反射后，频率、波速、波长均未发生变化；折射后，频率 ，波速、波长 。 【概念衔接】回声、光的反射、光的折射 【拓展补充】机械波的反射和折射规律与光的反射和折射规律类似 【即学即练】1.一只汽船以的速度在无风河面上航行，船上发出声鸣笛，旅客在后听到前方悬崖反射回来的声音，已知声音在空气中的传播速度为。则悬崖离汽船鸣笛时的位置有多远。 2．一列声波由空气传到水中（ ） A．频率不变，波长变小 B．频率不变，波长变大 C．频率变小，波长变长 D．频率变大，波长变大 【微点拨】反射经常考查回声的应用 二、波的衍射 1．波的衍射现象：波能 障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长 相差 或者 波长． 2．一切波都能发生 ，它是波特有的现象． 3．如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图， 情况中水波的频率最大； 情况中水波的频率最小． 【概念衔接】障碍物、绕 【拓展补充】衍射现象的两点提醒 (1)障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，波长越大越易发生明显的衍射现象。 (2)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，也很难观察到波的衍射。 【即学即练】1.判断题 （1）孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象．( ) （2）孔的尺寸比波长小能观察到明显的衍射现象．( ) （3）超声波比普通声波的波长小．( ) 2.（多选）如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射.下列措施可能使波发生较为明显衍射的是(　　) A.增大波源的振动频率 B.减小波源的振动频率 C.增大障碍物的长度 D.减小障碍物的长度 【微点拨】注意相差不大的理解 三、声波 可闻声波，空气中的波长为 。 【概念衔接】波源、水波、频率、波速、波长 【拓展补充】超声波与次声波 次声波的特点是来源广、传播远、能够绕过障碍物传得很远。次声的声波频率很低，在20Hz以下，波长却很长，传播距离也很远。它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远。例如，频率低于1Hz的次声波，可以传到几千以至上万千米以外的地方。次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。次声波的传播速度和可闻声波相同，由于次声波频率很低。大气对其吸收甚小，当次声波传播几千千米时，其吸收还不到万分之几，所以它传播的距离较远，能传到几千米至十几万千米以外。1883年8月，南苏门答腊岛和爪哇岛之间的克拉卡托火山爆发，产生的次声波绕地球三圈，全长十多万公里，历时108小时。1961年，苏联在北极圈内新地岛进行核试验激起的次声波绕地球转了5圈。7000Hz的声波用一张纸即可阻挡，而7Hz的次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。地震或核爆炸所产生的次声波可将岸上的房屋摧毁。次声如果和周围物体发生共振，能放出相当大的能量。如4Hz-8Hz的次声能在人的腹腔里产生共振，可使心脏出现强烈共振和肺壁受损。 【即学即练】1．已知空气中的声速为340 m/s。现有几种声波:①周期为1/20 s;②频率为104 Hz;③波长为10 m。它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物,能产生明显的衍射现象的是(　　) A.①和② B.②和③ C.①和③ D.都可以 （三）预习作业 1．关于波的反射与折射，下列说法正确的是(　　) A．入射波