3.3 波的反射、折射和衍射 课件-2026-2027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波的反射、折射和衍射，通过回声定位、水波槽实验等真实情境导入，引导学生观察波传播路径改变，衔接机械波基础，以“遇到边界或障碍后怎样传播”为核心问题搭建学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过波线和法线模型建构分析规律，结合回声测距、“闻其声不见其人”等实例深化物理观念，培养科学思维。随堂练习与总结帮助学生巩固，教师可直接用于结构化教学，提升效率。

第三章 机械波 3.3 波的反射、折射和衍射 真实情境：波遇到边界或障碍后会怎样传播？ 回声定位 水波槽实验 桥洞后的水波 观察任务：这些现象中，波的传播路径发生了怎样的改变？ 核心问题：波遇到分界面、进入另一介质或绕过障碍物时，分别遵循什么规律？ 新课导入 1. 能根据水波、声波等现象，识别波的反射、折射和衍射。 2. 能通过波线和法线模型，说明反射规律和折射时传播方向的变化。 3. 能结合频率、波速、波长的关系，判断反射波和折射波中物理量的变化。 4. 能依据障碍物或孔的尺寸与波长的关系，判断衍射是否明显。 学习目标 一、从回声和水波看波的反射 情境：对着峭壁喊一声，过一会儿能听到回声；水波遇到挡板后会改变传播方向。 波遇到障碍物或分界面后可以返回原介质继续传播，这就是波的反射。 思考1：波遇到障碍物后是否一定停止传播？ 思考2：反射后的波仍在哪种介质中传播？ 新知探究 1. 用波线和法线描述反射 观察：图中 1、2、3 分别表示入射波、反射波和折射波的波线。 入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线和反射线分居法线两侧；反射角等于入射角。 问题1：入射波线、反射波线与法线的位置关系怎样？ 问题2：入射角 i与反射角 i′有什么关系？ 新知探究 2. 反射时哪些物理量不变？ 思考：反射波和入射波仍在同一种介质中传播，波源是否改变？ 判断：频率 f、波速 v、波长 λ 分别会怎样变化？ 答案：频率由波源决定，不变；介质相同，波速不变；由 可知，波长也不变。 归纳：反射改变传播方向，不改变同一介质中的 f、v、λ。 新知探究 3. 反射的应用：回声测距 情境：声呐向目标发出声波，接收反射回来的回声。 问题：若发出声波到接收回声共用时 Δt，声速为 v，目标距离是多少？ 答案：声波往返传播，目标距离 。 提示：计算时要分清“往返路程”和“单程距离”。 新知探究 二、波进入另一种介质时会怎样？ 情境：水波从一种深浅区域斜着进入另一种深浅区域。 观察任务：波面方向是否改变？波线方向是否改变？ 问题：为什么进入另一种介质后，波的传播方向会偏折？ 不同介质中波速不同，波面各处到达分界面的先后不同，传播方向发生偏折。 视频 新知探究 1. 波的折射：传播方向发生偏折 定义：波从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫波的折射。 问题1：折射波线和入射波线是否在法线两侧？ 问题2：折射角 r 与入射角 i 一定相等吗？ 入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线和折射线分居法线两侧；折射角一般不等于入射角。 新知探究 2. 折射方向与波速有什么关系？ 1 先判断入射介质和折射介质中的波速大小。 2 若折射后波速变小，折射线向法线偏折。 3 若折射后波速变大，折射线偏离法线。 频率不变时，波速变小则波长变短，波线向法线偏；波速变大则波长变长，波线离法线偏。 新知探究 3. 反射与折射中 f、v、λ 的变化 思考：频率由波源决定，波速由介质决定。结合 ，完成下面判断。 反射波 同一介质 f 不变，v 不变，λ 不变 折射波 不同介质 f 不变，v 改变，λ 改变 判断依据 波源决定 f 介质决定 v 反射主要改变方向；折射既改变方向，也通常改变波速和波长。 新知探究 例题：声波进入另一介质后的频率和波速 一列声波在空气中的波长为 0.25 m，空气中的声速为 340 m/s。 当该声波传入某种介质中时，波长变为 0.80 m。 求：（1）声波在该介质中的频率； （2）声波在该介质中的传播速度。 （1） （2）频率由波源决定，进入介质后 f 不变。 新知探究 三、波能不能绕到障碍物后面？ 情境：水波遇到水中的石块或挡板。 观察任务：障碍物背后是否完全没有水波？ 问题：如果波能绕过障碍物继续传播，这种现象说明了什么？ 水波可以绕到障碍物后方继续传播，说明波不只沿几何直线传播，还会发生衍射。 视频 新知探究 2. 缝宽改变时，衍射明显程度怎样变？ 缝较宽 缝与波长接近 缝较窄 波长一定时，缝、孔或障碍物尺寸越接近波长或小于波长，衍射越明显。 视频 视频 视频 新知探究 3. 波长改变时，衍射明显程度怎样变？ 活动：保持孔或缝的尺寸不变，比较不同波长的水波通过后的传播情况。 问题1：波长变长时，绕到障碍物后方的范围怎样变化？ 问题2：若要让声波更容易“绕过”障碍物，应增大还是减小波长？ 波长越长，越容易发生明显衍射；声波波长较大，所以比光波更容易绕过生活中的障碍物。 新知探究 4. 为什么“闻其声而不见其人”？ 情境：人站在墙后，说话声能传到墙另一侧，但人不能被看见。 问题1：声音和光都能发生衍射，为什么表现差别很大？ 问题2：这说明明显衍射与什么量有关？ 声波波长较大，容易发生明显衍射；可见光波长很短，遇到人和墙时衍射不明显。 新知探究 5. 衍射条件：不是“发生条件”，而是“明显条件” 辨析1：只有孔很小时，波才会发生衍射。 辨析2：孔越小，衍射现象一定越容易观察。 辨析3：只有横波能衍射，纵波不能衍射。 三种说法都不准确。 一切波都能发生衍射；孔、缝或障碍物尺寸与波长相差不多或更小时，衍射明显；横波、纵波都能发生衍射。 归纳：判断是否明显，关键看“尺寸”和“波长”的相对大小。 新知探究 1.（单选）如图所示，1、2、3 分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则下列 说法正确的是（ ） 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 随堂练习 2.（多选）关于波的衍射，下列说法正确的是（ ） A. 衍射是一切波都能发生的现象 B. 只有孔的尺寸与波长相差不多或更小时，衍射才可能明显 C. 孔的尺寸远大于波长时，衍射现象一定完全不存在 D. 声波比可见光更容易绕过生活中的障碍物，是因为声波波长较大 ABD 随堂练习 3.（多选）下列现象主要属于波的反射的是（ ） A. 隔墙有耳 B. 空山不见人，但闻人语响 C. 回声 D. 夏日雷声轰鸣不绝 CD 随堂练习 4.（单选）如图，O 为水面上的波源，挡板 A 的尺寸比波长大得多，小孔 B 与波长长度差不多。经过一段时间后，水面上的波形主要分布于（ ） A. 整个区域 B. 阴影 I 以外区域 C. 阴影 II 以外区域 D. 阴影 III 以外区域 B 随堂练习 波传播路径改变的三种方式 反射：波返回原介质，反射角等于入射角；f、v、λ 不变。 折射：波进入另一介质，传播方向偏折；f 不变，v 和 λ 通常改变。 衍射：波绕过障碍物或通过孔、缝继续传播；尺寸接近或小于波长时更明显。 方法：先看“波遇到了什么”，再判断“介质是否改变”和“尺寸与波长是否相当”。 课堂小结 Lavf58.12.100 Lavf58.33.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.9.100 Lavf58.29.100 $