第3章 第3节 波的反射、折射和衍射（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（人教版2019，江苏专用）

第3节　波的反射、折射和衍射 核心素养导学 物理观念 (1)认识波的反射、折射现象。 (2)掌握波的衍射和发生明显衍射的条件。 科学思维 (1)能够用波的反射、折射现象解释生活中的问题。 (2)能够清楚哪些是常见的衍射现象。 科学探究 观察水波的衍射，探究发生明显衍射的条件。 一、波的反射和折射 1．波的反射：反射线、法线和入射线在同一________，反射线与入射线分居法线______，反射角______入射角。 2．波的折射 (1)波在两种介质的界面上会发生折射现象。 (2)一切波都会发生______现象。 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。　　 平面内 两侧 等于 折射 二、波的衍射 1．定义：波可以绕过________继续传播的现象。 2．实验及现象 (1)实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留一个_____。 (2)现象 ①狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿______传播一样，挡板后面产生一个________。 ②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：波可以_____挡板后面继续传播。 障碍物 狭缝 直线 阴影区 绕到 ③当狭缝宽度一定时，改变水波的波长，当波长与狭缝宽度相差不多时，有_____的衍射现象，随着波长的______，衍射现象变得越来越不明显。一切波都能发生衍射，衍射是波______的现象。 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。 明显 减小 特有 相差不多 更小 1．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。 2．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。 新知学习(一)|波的反射和折射 [任务驱动] 我们一般都有这样的体验： (1)如图甲所示，我们在山中对着山谷大声“你好……”时会听到“连绵不断”的“你好……”的回声；如图乙所示，在空旷的大房间里大声说话时，会听到“嗡嗡”的回声，导致不容易听清声音，这些属于波的什么现象？ (2)如图丙所示，我们对着家中的鱼缸大喊，会看见鱼缸中的鱼儿的游泳速度发生突然变化，好像听到了我们的喊声。这属于波的什么现象？ 提示：(1)都是声波的反射现象。(2)是声波的折射现象。　　　　 3．波的反射与折射的比较 波现象 比较项目　　　 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 (1)频率f由波源决定，故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率，即波源的振动频率相同。 (2)波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化。 (3)据v＝λf知，波长λ与v及f有关，即与介质及波源有关，反射波与入射波在同一介质中传播，频率相同，故波长相同。折射波与入射波在不同介质中传播，f相同，v不同，故λ不同。 [答案]　A [针对训练] 1．以下关于波的认识，不正确的是 (　 ) A．雷声轰鸣不绝是声波的多次反射形成的 B．利用“B超”探测人体内脏的病变状况，应用了波的反射原理 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 解析：A、B、C选项中应用了波的反射现象；A、B正确，C错误；D选项应用了波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改变，故D正确。 答案：C　 2．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为 (　 ) A．170 m B．340 m C．425 m D．680 m 答案：C 新知学习(二)|衍射现象的理解和分析 [任务驱动] 声波能绕过障碍物到达后面的情境如图所示。 请思考：衍射声波有什么特点？ 提示：衍射波与原波具有相同的频率，在传播过程中波形没变，只是传播范围进入到了障碍物后面的“阴影”区域。　　　　 [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