3.3 波的反射、折射和衍射 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.3 波的反射、折射和衍射 高二物理（人教版2019） 选择性必修 第一册 第三章 机械波 新课引入 聆听与思考： 1.当刺破气球后，你听到了什么？ 2.为什么会出现这种现象？ 新课引入 思考与讨论： 1.钱塘江大潮为什么会出现回头潮？ 2.钱塘江大潮中出现的回头潮 是否遵循一定的物理规律呢？ 一、波的反射 新课讲授 水波的反射 1.波的反射：波传播过程中遇到介质界面返回原介质继续传播的现象。 一、波的反射 新课讲授 法线 分界面 2.波的反射定律： (1)反射线、入射线和法线在同一平面内，反射线和入射线分别位于法线两侧，反射角等于入射角; （2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同; （3）波遇到两种介质分界面时，总存在反射。 反射线 入射线 新课讲授 思考与讨论： 1.夏日的雷声 为什么轰鸣不绝？ 2.你还能举出哪些 机械波反射的例子？ 声波在云层界面多次反射。 生活中波的反射现象 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？ 生活中波的反射现象应用 回声测距的原理是什么？ (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) 。 二、波的折射 新课讲授 水波的折射射 1.波的折射：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。 二、波的折射 新课讲授 2.波的折射定律： 界面 介质I 介质II 法线 (1)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．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。 二、波的折射 新课讲授 2.波的折射定律： 界面 介质I 介质II 法线 (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，属折射中的特例。 (5)在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变。 3.波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同。 生活中波的反射现象 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？ 波的反射与折射对比 波的反射与折射有什么不同点？ 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 不变 改变 思考与讨论： 新课讲授 水波在传播途中如果遇到障碍物时，水波能不能到达障碍物后面？ 1.波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象。 三、波的衍射 新课讲授 障碍物 阴影区 阴影区 阴影区 阴影区 波源 衍——延展之意；波的衍射——波延展到“影子”区域里的现象。 三、波的衍射 新课讲授 思考与讨论： (1)为什么当水波在前进方向上遇到大的石头，水波就绕不过去了呢？ (2)波在什么条件下能够发生明显的衍射现象呢？ 三、波的衍射 新课讲授 （1）狭缝宽度比波长大得多的情况下，波沿直线传播，在挡板后面产生“阴影区 ”。 （2）在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小的情况下，发生明显的衍射现象。 实验现象： 波长一定的水波通过宽度不同的狭缝 甲 乙 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。 注意： 思考与讨论： (1)水波波长一定时，缝的大小与衍射现象明显程度的关系时怎样的？ (2)缝宽一定时，水波波长的大小与衍射现象明显程度的关系时怎样的？ 思考与讨论： 甲 乙 丙 波长不同的水波通过宽度一定的狭缝 保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长： 波长与狭缝宽度相差不多时，有明显的衍射现象，随着波长的减小，衍射现象变得不明显 2.发生明显衍射的条件：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。 是否可以说成是发生衍射现象的条件？ 思考与讨论： 新课讲授 三、波的衍射 3.注意： (1)衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。 (2)衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。 (3)障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是发生明显衍射的条件 (4)一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。 新课讲授 三、波的衍射 思考与讨论： 新课讲授 1.“隔墙有耳”这一成语中蕴含着怎样的物理学原理？ 2.“闻其声而不见其人”是否也蕴含着同样的物理学原理呢？ 课堂小结 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 EV录屏3.9.7软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf58.12.100 $$