3.3.1 机械波的衍射、反射和折射 课件-2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

第三章 机械波 第3节 课时1 机械波的衍射、反射和折射 北京天坛回音壁 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。 现象：水波可以绕过障碍物继续传播 一、机械波的衍射与惠更思原理 思考并探究波在什么条件下能够发生明显的衍射现象 演示：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况。 探究方案：水波波长一定时，改变缝的大小观察衍射现象明显程度 小结：障碍物或孔的宽度越小，衍射趋于明显 探究方案：缝宽一定时，改变水波波长（两亮纹间距）的大小观察衍射现象明显程度 小结：波长λ减小，衍射趋于不明显 一切波都会产生衍射现象，发生明显衍射的条件： 结论：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。 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 ，衍射不明显 甲 乙 1.机械波的衍射 思考1：衍射中真的是孔或障碍物的尺寸越小越好吗？ 当孔或障碍物的尺寸过小时，由于衍射到后方的能量较弱，故衍射现象仍不明显。 2.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。 思考2：操场上的喇叭正在播放音乐，有高音也有低音。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？ 高音减弱得明显一些 二、机械波的反射和折射 1.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。 平面 法线 入射角 反射角 入射角：入射波的波线与平面法线的夹角叫做入射角。 反射角：反射波的波线与平面法线的夹角叫做反射角。 波反射的线路图 （1）入射线（表示入射波方向的线）与法线的夹角i叫作入射角。 （2）反射线（表示反射波方向的线）与法线的夹角i'叫作反射角。 （3）在波的反射中，遵循下述规律： ①反射角等于入射角。 ②反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。 2.反射定律： 思考1：在波的反射现象中，反射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？ 波的频率由波源决定，波速由介质决定.在波的反射现象中，反射波和入射波的频率都与波源的频率相同；反射时波在同种介质中传播，波速相同，由可知，波长也相同. 从一种介质进入另一种介质时，光的传播方向发生改变 3.波的折射 （1）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作波的折射。 （2）规律 ①入射线、法线、折射线在同一平面内； ②入射线与折射线分居法线两侧； ③波的频率不改变，波速和波长都发生了改变。 平面 法线 入射角 折射角 介质A 介质B 思考2：在波的折射现象中，折射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？ 在波的折射现象中，折射波和入射波的频率都与波源的频率相同；折射现象是在不同介质中传播，波速不同，由可知，波长也不相同. 思考3：波在发生折射过程中，方向一定改变吗？ 不一定，只要波从一种介质进入另一种介质，波就会发生折射，波的折射主要体现在波速和波长的变化上. 一：波的衍射 二：波的折射 三：波的反射 反射定律 返回原来介质继续传播 三线共面 两线分侧 两角相等 频率、波长、波速均不变 频率不变，波速和波长发生变化 进入另一种介质，传播方向可能发生偏折 绕过障碍物继续传播 明显衍射的条件 尺寸与波长相差不多 普遍性 尺寸比波长更小 波的衍射、折射和反射 1.(多选)如图是观察水面波的衍射现象的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是—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)之间距离表示一个波长。则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是(　 　) A．此时能明显观察到波的衍射现象 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，能更明显地观察到衍射现象 ABC 2.如图所示各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(①、②图)或障碍物(③、④图)，其中能发生明显衍射现象的有(　　) A．②④　　　B．①④ C．②③ D．①③ A 3.(多选)下列说法正确的是(　　) A．波发生反射时波的频率不变，波速变小，波长变短 B．波发生反射时频率、波长、波速均不变 C．波发生折射时的频率不变，但波长、波速发生变化 D．波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化 BC Lavf57.83.100 $