3.3 波的反射、折射和衍射-【物理优课PPT】高中物理选择性必修第一册同步PPT课件（人教版2019）

Wave formation 授课老师：物理优课PPT 人教版（2019） 高中物理 选择性必修第一册 第三章：机械波 Wave formation 授课老师：物理优课PPT 1 一、教学目标 (1) 通过实验认识波的反射和折射现象。 (2) 通过用射线解释反射、折射现象，认识波动中建构物理模型的方法。 (3) 知道波的衍射现象和波产生明显衍射现象的条件。 课堂引入 我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时会发生反射。对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，就是声波在峭壁上反射的结果。 课堂引入 生活中，你是否注意过水波的反射？ 波的反射应该遵从什么规律？ 一、波的反射 法线 分界面 2.反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 （1）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同 （2）波遇到两种介质界面时，总存在反射 1.定义：当波传播到两种介质的分界面时，一部分返回来继续传播的现象。 3.说明： 一、波的反射 4.学以致用 ① 夏日的雷声轰鸣不绝 声波在云层界面多次反射 ② 回声是声波的反射现象 声波在普通房间里遇到墙壁，地面，天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳。人耳只能分开相差 0.1s 以上的声音。所以，在房间里听不到回声，人在房间里讲话感觉声音比在野外大，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的声响效果。 一、波的反射 5.如图所示，一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱寂。这是怎么回事？难道是人的活动减少了吗？ 一、波的反射 【分析】刚下过的雪是新鲜蓬松的，它的表面层有许多小气孔。当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射。由于气孔往往是内部大而口径小。所以，仅有少部分波的能量能通过口径反射回来，而大部分的能量则被吸收掉了。所以不是人的活动减少了。 一、波的反射 5.《列子.汤问》里记载：秦青顾谓其友曰：“昔韩娥东之齐，匮粮，过雍门，鬻歌假食。既去而余音绕梁欐，三日不绝，左右以其人弗去。”——传说春秋战国时代，韩国有个名叫韩娥的歌唱能手，为了赞美她的歌声，有了“余音绕梁，三日不绝”这个成语。请解读“余音绕梁，三日不绝” 中的科学知识。 是声波的反射，当然这里运用了夸张的表达手法。 一、波的反射 5.回声测距 (1) 当声源不动时,声波遇到了静止障碍物会返回来继续传播，由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等，设经过时间 t 听到回声，则声源距障碍物的距离为 s=v声 。 (2) 当声源以速度 v 向静止的障碍物运动或障碍物以速度 v 向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为 s=(v声+v) 。 (3) 当声源以速度 v 远离静止的障碍物或障碍物以速度 v 远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离 s=(v声-v) 。 10 一、波的反射 蝙蝠在飞行时，会发出一种尖叫声，这是一种超声波信号，是人类无法听到的，因为它的音频很高。这些超声波的信号若在飞行路线上碰到其他物体，就会立刻反射回来，在接收到返回的信息之后，蝙蝠于 振翅之间就完成了听、看、计算与绕开障 碍物的全部过程。 11 观察与思考 原始的捕鱼方法——叉鱼！ 鱼叉是直的，我们看到视频里的鱼叉插进水中是弯的，正如我们看到的水中的铅笔，这就是光的折射现象。机械波会发生折射吗？ 12 二、波的折射 1.定义：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射。（同初中光的折射） 2.折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧。 界面 介质I 介质II 法线 入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比。（第四章《光》具体介绍） 13 二、波的折射 （2）当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线。 （3）当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线。 （4）当垂直界面入射时，传播方向不改变。 （5）折射时，波的频率不变，波速和波长都发生改变。 （1）折射的原因：是波在不同介质中的速度不同。 3.理解 14 二、波的折射 4.应用与思考 如图所示，骆驼队白天在沙漠中行走时，队伍后面的喊声，队伍前面往往听不到，而夜晚就不同，听的比较清楚，这是什么原因？ 提示：白天近地面的气温较高，声速较大，声速随离地面高度的增加而减小，。导致声音传播方向向上弯曲；夜晚地面温度较低，声速随离地面高度的增加而增加，声波的传播方向向下弯曲，这也是在夜晚声波传播得比较远的原因。 15 二、波的折射 波现象 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