3.3 波的反射、折射和衍射-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

3.波的反射、折射和衍射 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.波的反射和折射 2.波的衍射现象的理解 1.知道波的反射和折射现象 2.知道波的衍射现象 3.能利用发生明显衍射的条件——孔缝的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长小分析和解决问题 通过对波的反射、折射现象的了解，体现了建立物理观念的方法；理解水波的衍射及发生明显衍射条件的探究，培养学生的科学思维和科学探究能力 知识点一　波的反射和折射 1．图甲所示，我们在山中对着山谷大声喊出“你好……”时会听到“连绵不断”的“你好……”的回声；这属于波的什么现象？ 2．图乙所示，我们对着家中的鱼缸大喊时会看见鱼缸中的鱼儿受到“惊吓”，好像听到了我们的喊声。这属于波的什么现象？ 提示：1.属于声波的反射现象。 2．属于声波的折射现象。 1．波的反射 (1)定义：波传播过程中遇到介质界面会返回来继续传播的现象。 (2)波的反射定律：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角，如图所示。 注意：(1)反射波的波长、频率、波速都与入射波的相同。 (2)波遇到两种介质的界面时总会发生反射。 2．波的折射 (1)定义：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。 (2)波的折射定律：入射线和折射线分居在法线两侧并且在同一个平面内。 注意：波从一种介质进入另一种介质，只有频率不变，波速和波长均发生变化。 (3)一切波都会发生折射现象。 【判断正误】 1．发生波的反射现象时，波又回到了同种介质。(√) 2．发生波的折射现象时，不会同时发生波的反射现象。(×) 3．潜水员能听到岸上人的喊声，是声波折射的结果。(√) 波的反射与波的折射的比较 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 学生用书↓第85页 图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则 ( ) A．2与1的波长、频率相等，波速不等B.2与1的波速、频率相等，波长不等 C．3与1的波速、频率、波长相等 D．3与1的频率相等，波速、波长均不等 D　[反射波的波长、频率、波速与入射波都应该相等，故A错误，B错误；折射波的波长、波速与入射波都不等，但频率相等，故C错误，D正确。] 针对练1.(多选)下列说法正确的是( ) A．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短 B．波发生反射时，波的频率、波长、波速均不变 C．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 BC　[波发生反射时，波在同一种介质中传播，频率、波长和波速均不变，A错误，B正确；波发生折射时，是从一种介质传播到另一种介质，波速发生变化，波的频率由波源决定，所以频率不变，由公式v＝λf 可知，波长发生变化，C正确，D错误。] 针对练2.一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2 m。当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若介质Ⅰ中的声速是340 m/s。求： (1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率； (2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度。 解析：(1)声波在介质Ⅰ中传播时，由v＝λf得 f＝＝ Hz＝1 700 Hz， 由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为1 700 Hz。 (2)由v＝λf得声波在介质Ⅱ中的传播速度为 v2＝λ2f＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s。 答案：(1)1 700 Hz　(2)1 020 m/s 知识点二　波的衍射 我们常说“隔墙有耳”、“未见其人先闻其声”，这些属于什么现象？ 提示：声波的衍射现象。 1．波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。 2．发生明显衍射现象的条件：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。 3．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。 【判断正误】 1．“闻其声而不见其人”是指声波的反射现象。(×) 2．夏天雷雨天气时听到“轰隆隆”的雷声不断是声波的衍射现象。(×) 3．一切波都能发生衍射现象。(√) 1．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。 2．波的衍射的实质：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。 学生用书↓第86页 (多选)如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻的波纹(