3.3 波的反射、折射和衍射（课件PPT）-【金榜题名】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册高中同步学案（人教版）

该高中物理课件聚焦机械波的反射、折射和衍射，通过课前预习的自我诊断和实验问题探究（如水波通过不同狭缝的传播现象），衔接机械波的基本概念，以实验观察和问题链为学习支架，引导学生从现象归纳规律构建知识脉络。 其亮点在于以科学探究为核心，结合发波水槽调节频率与狭缝宽度的衍射实验培养科学思维，通过反射与折射物理量比较表实现模型建构，借助“闻其声不见其人”等实例深化物理观念。学生能提升实验分析与推理能力，教师可依托系统探究活动和分层练习优化教学效率。

第三章　机械波 3．3　波的反射、折射和衍射 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 目录 contents Part 01 课前预习·梳理教材 Part 02 课堂探究·核心突破 Part 04 课时作业(十六) Part 03 课堂达标·素养提升 第三章 机械波 返回导航 1 课前预习·梳理教材 返回导航 第三章 机械波 返回导航 1 平面内 两侧 等于 折射 障碍物 第三章 机械波 返回导航 1 狭缝 直线 阴影区 绕到 明显 减小 第三章 机械波 返回导航 1 相差不多 更小 特有 第三章 机械波 返回导航 1 √ × × √ × √ 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 课堂探究·核心突破 返回导航 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 (1)波的衍射是不需要条件的，但要发生明显的衍射必须满足一定的条件． (2)波长相对小孔(或障碍物)尺寸越长，衍射现象越明显．　　 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 课堂达标·素养提升 返回导航 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 课时作业（十六） 点击进入 word 第三章 机械波 返回导航 1 谢谢观看 第三章 机械波 返回导航 1 学习 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、折射现象和，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． 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． 二、波的衍射 1．定义：波绕过______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____挡板后面继续传播． ③当狭缝宽度一定时，波长与狭缝相差不多时，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____． 4．一切波都能发生衍射，衍射是波____的现象． [自我诊断] 1．判断下列说法的正误． (1)一切波都能发生折射和衍射现象．( ) (2)水波的反射不遵从反射定律．( ) (3)只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时，才会发生衍射现象．( ) (4)“闻其声不见其人”，是指声波的衍射现象．( ) (5)孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象．( ) (6)超声波比普通声波的波长小．( ) 2．如图所示的图样为波的______现象，为使得现象更明显，可适当________(选填“增大”或“减小”)波源的频率． 解析：如图所示的图样为波的衍射现象；发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小，且波长越长，衍射现象越明显，由题意知，适当减小波源的频率，能增大波长． 答案：衍射　减小 一、波的反射和折射 1．波的反射： (1)规律：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． (2)反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同． (3)波遇到两种介质界面时，总存在反射． 2．波的折射： (1)波的折射遵循折射定律：入射线与折射线分居在法线的两侧并且在同一平面内． (2)波从一种介质进入另一种介质，只有波的频率不变，波速、波长均发生变化，但总满足v＝λf． 3．波的反射、折射现象中物理量变化的比较： 比较项 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 关于波的反射与折射，下列说法正确的是(　　 ) A．入射波的波长一定等于反射波的波长，其频率不变 B．入射波的波长一定小于反射波的波长，其频率不变 C．入射波的波长一定大于折射波的波长，其频率不变 D．入射波的波长一定小于折射波的波长，其频率不变 解析：选A　入射波和反射波都在同一介质中传播，故频率、波速、波长均相等，A正确；入射波和折射波在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝ eq \f(v,f)得波长不同，故CD错． 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0．3 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1．6 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．221 m　　　　 B．442 m C．374 m D．646 m 解析：选C　右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1＝0．3 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2＝1．9 s．山谷的宽度s＝eq \f(1,2)v(t1＋t2)＝eq \f(1,2)×340×2．2 m＝374 m故C正确． 波的反射现象的应用 回声测距 (1)当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，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，设经时间t听到回声，则声源到障碍物的距离为s＝v声eq \f(t,2)． (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)eq \f(t,2)． (3)当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声－v)eq \f(t,2)．　　 二、波的衍射 [问题探究] 如图所示是一个可观察水波衍射的发波水槽，振源的频率是可以调节的，槽中放置两块可移动的挡板形成宽度可调节的小孔，观察水波的传播，也可以在水槽中放置宽度不同的挡板，观察水波的传播．思考下列问题： (1)水波遇到小孔时，会观察到什么现象？依次减小小孔尺寸，观察到的现象有什么变化？ (2)当水波遇到较大的障碍物时，会观察到什么现象？当障碍物较小时，会观察到什么现象？ 答案：(1)水波遇到小孔时，水波能穿过小孔，并能到达挡板后面的“阴影区”，小孔的尺寸减小时，水波到达“阴影区”的现象更加明显． (2)当水波遇到较大的障碍物时，将会返回，当障碍物较小时，波能继续向前传播． [知识深化] 对波的衍射的理解 (1)衍射是波特有的现象，即一切波都能发生衍射． (2)只有满足“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，衍射现象才明显． (3)我们通常所说的“衍射”，是指发生明显衍射现象的衍射，对于不明显的衍射现象，我们不能说该波不发生衍射． (4)衍射是对一列波来说的． (5)当孔的尺寸远小于波长时，尽管理论上衍射十分明显，但衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到． (多选)观察水面波衍射的实验装置如图所示，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是(　　) A．此时能观察到波明显的衍射现象 B．挡板前后波纹间距离相等 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象 解析：选ABC　从题图中可看出孔AB的尺寸小于一个波长，所以此时能明显地观察到波的衍射现象，选项A正确；因为穿过挡板小孔后的波速不变，频率相同，所以波长也相同，选项B正确；若将孔AB扩大，将可能不满足发生明显衍射现象的条件，就有可能观察不到明显的衍射现象，选项C正确；若将波源频率增大，由于波速不变，所以波长变小，将可能不满足发生明显衍射现象的条件，就有可能观察不到明显的衍射现象，选项D错误． [针对训练] (多选)图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡块，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动，为使A处水也能发生振动，可采用的方法是(　　 ) A．使波源的频率增大 B．使波源的频率减小 C．移动N使狭缝的间距增大 D．移动N使狭缝的间距减小 解析：选BD　使孔满足明显衍射的条件即可，或将孔变小，或将波长变大，B、D正确． 1．下列说法正确的是(　　 ) A．只有横波能发生衍射，纵波不能发生衍射 B．当波长比孔的宽度小得越多时，波的衍射越明显 C．声波能发生衍射现象，光不能发生衍射现象 D．声波易发生明显的衍射现象，光不易发生明显的衍射现象 答案：D 2．小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视如图所示．现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A明显振动起来，可以采用的方法是(　　) A．以较低的频率拍打水面 B．以较高的频率拍打水面 C．只要拍打，A就会明显振动 D．无论怎样拍打，A都不会明显振动 解析：选A　拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，以较高的频率拍打水面，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，波速不变，频率增大，根据λ＝eq \f(v,f)可知波长减小，衍射现象不明显；反之以较低的频率拍打水面，波长增大，衍射现象更明显．故以较低的频率拍打水面，可以使衍射现象明显，以带动树叶A明显振动起来，选项A正确，BCD错误． 3．如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图样，从图样可知(　　) A．B侧水波是衍射波 B．A侧波速与B侧波速相等 C．减小挡板间距离，衍射波的波长将减小 D．增大挡板间距离，衍射现象更明显 解析：选B　小孔相当于衍射波的波源，A侧波是衍射波，A错误；在同一种介质中，波速相等，故B正确；根据波速、波长和频率的关系式v＝λf，由于波速和频率不变，故波长不变，故C错误；在波长无法改变的情况下减小挡板间距会使衍射现象更明显，故D错误． $$