3.3波的反射、折射和衍射 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第三章 机械波 第3节 波的反射、折射和衍射 情境与思考 北京天坛回音壁 1. 定义： 波传播过程中遇到介质界面返回原介质继续传播的现象 波的反射 2. 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波遇到两种介质界面时，总存在反射 法线 分界面 3. 生活中波的反射现象： 夏日的雷声为什么轰鸣不绝？ 大雪过后，万籁俱静 雷声：声波在云层界面多次反射 雪：当声波传到蓬松的雪面时仅有少部分波的能量能反射回来，大部分的能量则被吸收掉了 5 思考：我们知道光从一种介质进入到另一种介质会发生折射，机械波会发生折射吗？ 6 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 波的折射 2. 折射定律： 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。 界面 介质I 介质II 法线 ②当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例 ③在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变 波源决定 只与介质有关 由v、f决定 折射率： 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： 7 思考1：唐代诗人张说在《夜半钟声》写到“夜卧闻夜钟，夜静山更响”，为什么会有这样的现象呢？ 白天近地面的气温较高，类似于光的折射，上面空气类似光密介质，下面空气类似光疏介质，声音被拐到空中去了；夜晚地面温度较低，空气的情况相反，声音被拐到地面方向，这也是在夜晚声音会更响。 思考2：在水塘里微风激起的水波遇到突出水面的水草等会出现什么现象？ 水波会染过 8 波的衍射 1. 定义： 波可以绕过障碍物继续传播的现象 障碍物 波源 衍——延展之意 思考：波在什么条件下能够发生明显的衍射现象呢？ 阴影区 阴影区 ——波延展到“影子”区域里的现象 波的衍射 1. 定义： 波可以绕过障碍物继续传播的现象 ——波延展到“影子”区域里的现象 2. 发生明显衍射的条件： 3. 注意： ①衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象 ③一般情况下，波长 的波容易产生明显的衍射现象 d<λ或 d≈λ ①d<λ时，d比λ小的越多越明显 ②d>λ时，d比λ大的越多越不明显 ③d远大于λ时，几乎没有衍射现象 （几乎沿直线传播） ②通过孔后的波速、频率、波长 思考与讨论： 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？ 不变 较长 12 波的衍射 ——波延展到“影子”区域里的现象 例1. 观察水面波衍射的实验装置如图所示，O是波源，AC和BD是两块挡板， 是两块挡板间的空隙，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，关于波经过空隙之后的传播情况，下列说法正确的是( ) A．此时不能观察到明显的衍射现象 B．挡板前相邻波纹间距大于挡板后相邻波纹间距 C．增大两挡板间的空隙AB，衍射现象会更明显 D．减小波源振动的频率，则衍射现象更明显 D 1. 定义： 波可以绕过障碍物继续传播的现象 2. 发生明显衍射的条件： 3. 注意： ①衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象 ③一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象 d<λ或 d≈λ ①d<λ时，d比λ小的越多越明显 ②d>λ时，d比λ大的越多越不明显 ③d远大于λ时，几乎没有衍射现象 （几乎沿直线传播） ②通过孔后的波速、频率、波长不变 13 同学们，下课！ Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.79 $$