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选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦机械波的反射、折射和衍射，通过夏日雷声、回声、雪后寂静等生活实例搭建学习支架，引导学生从生活经验过渡到波的传播规律，帮助构建波的运动与相互作用观念。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过水波衍射问题探究、反射折射物理量对比表格等设计，引导学生模型建构与推理。结合随堂练习与生活应用实例，助力学生深化物理观念，也为教师提供高效教学支持。

3.波的反射、折射和衍射 第三章 机械波 一、波的反射 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。 反射线与法线的夹角i’ 叫做反射角。 入射角i： 入射线与法线的夹角i 叫做入射角。 反射角i’： 法线 分界面 反射定律： （1）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．回声是声波的反射现象． 对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会被反射回来继续传播． 1．夏日的雷声轰鸣不绝． 声波在云层界面多次反射． 3．在空房间里讲话感觉声音响． 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． 思考1：如图所示，一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静．这是怎么回事？难道是人的活动减少了吗？ 提示：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 二 、波的折射 波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射。 界面 介质I 介质II 折射角（r）： 折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角。 法线 1.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例。 2.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变。 波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同 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．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。 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 三 、波的衍射 波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 1.一切波都能发生衍射 2.衍射是波特有的现象 衍射的实质：振动的形式和能量传到障碍物后方的阴影区域中。 在水塘里微风激起的水波遇到突出水面的小石子、芦苇等会出现什么现象？ 问题探究 空山不见人，但闻人语响 大意：　幽静的山谷里不见人， 只能听到人说话的声音。 问题探究 说明声波可以绕过树木，透过树林，传到远处。 水波槽实验： 问题探究 对比两幅水波通过孔缝衍射照片，总结发生明显衍射现象的条件: 衍射现象明显 波绕过障碍物区域多 波绕过障碍物区域少 衍射现象不明显 λ λ d ? ? λ ? d d 2、发生明显衍射的条件 实验表明： 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。 1、缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大能发生衍射吗？ 2、只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时能说成是发生衍射现象的条件吗？ 问题探究 无线电波绕过高大建筑物 日晕----光的衍射 声波波长：1.7cm-----17m 光波波长：0.4um-----0.7um 问题探究 光波和声波谁更容易发生明显衍射现象？ 隔墙有耳 总结： 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。 思考2：操场上的喇叭正在播放音乐，有高音(频率高）也有低音（频率低）。走到离操场不远的教学大楼后面，听到喇叭播放的音乐声有所减弱。是高音还是低音减弱得明显一些？为什么？ 高音减弱明显 思考3、 日常生活中，一般的障碍物(尺寸为1.7 cm～17 m)都“挡”不住声音，据此你是否能估算一下人能听到的声音的频率范围．(设空气中声速为340 m/s) 判一判 (1)入射波的波线与界面的夹角叫入射角． (2)反射波的波线与法线的夹角叫作反射角． (3)反射波的波线，折射波的波线与界面的法线在同一平面内． (4)孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象． (5)孔的尺寸比波长小能观察到明显的衍射现象． × √ √ × √ 随堂练习 随堂练习 1、如图所示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、波长均相等 D．3与1的频率相等，波速、波长均不等 D 2、如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图， 情况中水波的频率最大； 情况中水波的频率最小。 B A C C A 随堂练习 3、（多选）如图所示，S为波源，MN为两块挡板，其中M固定，N板可上下移动，两板中间有一块缝，此时测得A点没有发生振动，为了使A点能振动起来，可采取的方法是（ ） A、增大波源的频率 B、减小波源的频率 C、将N板上移一些 D、将N板下移一些 BC 随堂练习 4、有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶,在其正前方有一陡峭山崖,汽车鸣笛2 s后司机听到回声,听到回声时汽车距山崖的距离有多远?(v声=340 m/s) Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 解析：因为一般障碍物“挡”不住声音，故声音在此发生了明显的衍射现象，声波的波长范围是1.7×10－2 m～17 m，由v＝λf，可知f＝eq \f(v,λ)；f1＝eq \f(340,1.7×10－2) Hz＝20 000 Hz，f2＝eq \f(340,17) Hz，即人能听到的声音的频率范围是20 Hz～20 000 Hz. $