第3章 第3节 机械波的传播现象（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第一册（粤教版2019）

第三节　机械波的传播现象 核心素养导学 物理观念 (1)知道机械波的衍射与惠更斯原理。 (2)知道机械波的反射和折射。 (3)知道波的叠加原理和波的干涉现象。 科学思维 (1)能够用波的反射、折射现象解释生活中的现象。 (2)能清楚哪些现象是常见的波的衍射现象。 (3)学会分析机械波的干涉现象。 科学探究 (1)观察水波的衍射，探究发生明显衍射现象的条件。 (2)实验观察波的干涉及图样特点。 一、机械波的衍射与惠更斯原理 1．波的衍射 (1)定义：波能绕过________或穿过______继续向前传播的现象。 (2)实验观察： 在水槽里放两块挡板，中间留个窄缝，让水波通过窄缝，可以发现： a．窄缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿_____传播一样，在窄缝后面形成一个______的水波区域，挡板后面几乎没有水波。 障碍物 小孔 直线 等宽 b．窄缝宽度与波长相差不多或窄缝宽度比波长更小时：波可以______挡板后面继续传播。 c．当窄缝宽度一定时，改变水波的波长，当波长与窄缝相差不多时，有______的衍射现象，随着波长的_____，衍射现象变得越来越不明显。 (3)发生明显衍射的条件 缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_________，或者比波长______时，才能观察到明显的衍射现象。 (4)一切波都能发生衍射，衍射是波______的现象。 2．惠更斯原理 介质中波动传到的各点都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包络就形成新的波面。 绕到 明显 减小 相差不多 更小 特有 二、机械波的反射和折射 1．波的反射和折射现象 当机械波从介质1传播到介质2时，有一部分波被_____回来，另一 部分波继续_____传播，这就是机械波在两种介质界面上的反射和 折射现象。 2．波的反射和折射现象中频率、波速和波长的变化 (1)在波的反射现象中，波的频率、波速和波长都______。 (2)在波的折射现象中，波的频率______，波速和波长发生改变。反射和折射是波的普遍性质。光波和_______波也具有这种性质。 反射 向前 不变 不变 电磁 波的反射是在同种介质中传播，波的折射是在两种不同介质中传播。　　 三、机械波的干涉 1．波的叠加原理：两列波在相遇叠加时，每列波都是独立地保持原有的特性，相遇区域中各点的位移，就是这两列波引起的位移的_____。 2．波的干涉：频率相同的两列波，在相遇区域里，会出现稳定的相对_____的区域和__________的区域，这两个区域的位置是固定的，且互相隔开的现象。 3．波的干涉图样：波干涉时形成的一种加强和减弱相间的图样。 (1)干涉条件：频率_____，相位差______，振动方向相同。 (2)干涉是波特有的现象，一切波都能够发生干涉。 合成 平静 剧烈振动 相同 恒定 1.我们常说“隔墙有耳”“未见其人先闻其声”，这些现象的发生是什么原因？ 提示：声波发生了衍射现象。 2. 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？ 提示：在耳郭原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增 加波的反射来提高耳朵的接收能力。 3．两列水波的干涉图样如图所示，观察其现象，判断下列说法是否正确。 (1)两列水波的频率一定相同。 ( ) (2)振动加强点始终处于波峰。 ( ) (3)同一位置振动加强与振动减弱交替出现。 ( ) (4)振动加强区与振动减弱区相互间隔。 ( ) (5)振动加强区的位移可以为零。 ( ) √ × × √ √ 新知学习(一)|衍射现象的理解与分析 [任务驱动] 如图所示，水波可以通过堤坝的狭窄缺口绕过堤坝，形成半圆形的水波继续向外扩散；雄伟的大桥下，悠悠江面上层层波浪绕过桥墩“若无其事”地向前传播。 . (1)什么相当于堤坝内水波的波源？ (2)桥墩阻挡了水波的传播吗？ 提示：(1)堤坝的狭窄缺口。 (2)桥墩没有阻挡水波的传播，好像桥墩不存在一样。　　　　 [重点释解] 1．衍射的条件 应该说衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件。 2．波的衍射实质分析 波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。 3．衍射现象与观察的矛盾 当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。 [解析]　根据发生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或与