3.3波的反射、折射和衍射—（新教材）人教版高中物理选择性必修第一册课件.pptx

1、3【学习目标】【学习目标】1.1.知道什么是波的反射、折射、衍射。知道什么是波的反射、折射、衍射。2.2.能根据波发生明显衍射的条件进行相关现象的判别。能根据波发生明显衍射的条件进行相关现象的判别。3.3.了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系系以下关于波的衍射的说法正确的是()夜晚地面温度较低，声速随离地面高度的增加而增加，声波的传播方向向下弯曲，这也是在夜晚声波传播地比较远的原因(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

2、生变化D波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时,才会发生明显的衍射现象(2)该声波在介质中传播的速度大小挡板前后波纹间距离相等如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象(1)该声波在介质中传播时的频率。反射：波遇到介质界面会返回来继续传播的现象此时能明显观察到波的衍射现象提示：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（3）在波的反射中，遵循下述规律：演示2：保持狭缝的宽度不变，改变水波的波

3、长，观察波的传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。能根据波发生明显衍射的条件进行相关现象的判别。夜晚地面温度较低，声速随离地面高度的增加而增加，声波的传播方向向下弯曲，这也是在夜晚声波传播地比较远的原因定义:波可以绕过 继续传播,这种现象叫作波的衍射。挡板前后波纹间距离相等结论：狭缝的宽度不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象北京天坛回音壁北京天坛回音壁【生活化引入】【生活化引入】我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时会发生反射。对着我们知道，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

4、是声波在峭壁上反射的结果。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。生活中，你是否注意过水波的反射？波的反射应该遵从什么规律？生活中，你是否注意过水波的反射？波的反射应该遵从什么规律？一、波的反射1.1.反射反射：波遇到介质界面会波遇到介质界面会返回返回来继续传播的现象来继续传播的现象波反射的实物图2.2.反射定律反射定律：波反射的线路图（1）入射线（表示入射波方向的线）入射线（表示入射波方向的线）与法线的夹角与法线的夹角i叫作入射角。叫作入射角。（2）反射线（表示反射波方向的线）反射线（表示反射波方向的线）与法线的夹角与法线的夹角i叫作反射角。叫作反射角。（3）在波的反射中，

5、遵循下述规律：）在波的反射中，遵循下述规律：反射角等于入射角。反射角等于入射角。反射波的波长、频率和波速都跟入射反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。波的相同。思考思考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？是怎么回事？难道是人的活动减少了吗？提示：提示：刚下过的雪是新鲜蓬松的，它的表面层有许多小气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孔往往是内

6、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人的活动减少了二、波的折射 波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波的的发生偏折的现象叫作波的折射发生偏折的现象叫作波的折射传播方向传播方向介质介质A介质介质B波折射的实物图思考思考2：如图所示，骆驼队白天在沙漠中行走时，队伍后面的喊声，队如图所示，骆驼队白天在沙漠中行走时，队伍后面的喊声，队伍前面往往听不到，而夜晚就不同，听的比较清楚，这是什么原因？伍前面往往听不到，而夜晚就不同，听的比较

7、清楚，这是什么原因？提示：提示：白天近地面的气温较高，声速较白天近地面的气温较高，声速较大，声速随离地面高度的增加而减小导大，声速随离地面高度的增加而减小导致声音传播方向向上弯曲；夜晚地面温致声音传播方向向上弯曲；夜晚地面温度较低，声速随离地面高度的增加而增度较低，声速随离地面高度的增加而增加，声波的传播方向向下弯曲，这也是加，声波的传播方向向下弯曲，这也是在夜晚声波传播地比较远的原因在夜晚声波传播地比较远的原因此时能明显观察到波的衍射现象答案:(1)1 360 Hz(2)1 088 m/s了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系答案:(1)1 360 Hz(2)1 088 m/s

8、（3）在波的反射中，遵循下述规律：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(2)该声波在介质中传播的速度大小波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象当该声波传入某种介质中时,波长变为0.(2)该声波在介质中传播的速度大小思考2：如图所示，骆驼队白天在沙漠中行走时，队伍后面的喊声，队伍前面往往听不到，而夜晚就不同，听的比较清楚，这是什么原因？C移动N使狭缝的距离增大演示1：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后

9、的传播情况（图 甲）。此时能明显观察到波的衍射现象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。（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。夜晚地面温度较低，声速随离地面高度的增加而增加，声波的传播方向向下弯曲，这也是在夜晚声波传播地比较远的原因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。思考2：如图所示，骆驼队白天在沙漠中行走时，队伍后面的喊声，队伍前面往往听不到，而夜晚就不同，听的比较清楚，这是什么原因？如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象三、波的衍射【看图，猜一个成语】【看图，猜一个成语】“隔墙有耳隔墙有耳”这一成语中蕴含着物理

10、学中这一成语中蕴含着物理学中“波的衍射波的衍射”这一这一原理原理1.1.定义定义:波可以绕过波可以绕过 继续传播继续传播,这种现象叫作波的这种现象叫作波的衍射。衍射。三、波的衍射绕过障碍物绕过障碍物演示演示1：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况（图后的传播情况（图 甲）。保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，甲）。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有什么变化（图观察水波的传播情况有什么变化（图 乙乙）结论：波长一定的情况下，狭结论：波长一定的情况下，狭缝宽度越小，衍射现象越明显缝宽度越小，衍射现

11、象越明显演示演示2：保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长，观察波的传保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长，观察波的传播情况有什么变化。播情况有什么变化。波长分别是狭缝宽度的波长分别是狭缝宽度的710波长分别是狭缝宽度的波长分别是狭缝宽度的510波长分别是狭缝宽度的波长分别是狭缝宽度的310结论：结论：狭缝的宽度不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显狭缝的宽度不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显挡板前后波纹间距离相等当孔的大小比波长小时,衍射现象很明显波发生明显衍射现象的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟过相差不多,或者比过时,才能观察到明显的衍射现象。夜晚地面温度较低，声速随离地面高度的增加

12、而增加，声波的传播方向向下弯曲，这也是在夜晚声波传播地比较远的原因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。(1)该声波在介质中传播时的频率。(多选)如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为水面上的两块挡板，其中N板可以移动，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()能根据波发生明显衍射的条件进行相关现象的判别。(1)该声波在介质中传播时的频率。(多选)如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为水面上的两块挡板，其中N板可以移动，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()提示：刚下过的雪是新鲜

13、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D移动N使狭缝的距离减小（3）在波的反射中，遵循下述规律：结论：狭缝的宽度不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显思考2：如图所示，骆驼队白天在沙漠中行走时，队伍后面的喊声，队伍前面往往听不到，而夜晚就不同，听的比较清楚，这是什么原因？了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系3 波的反射、折射和衍射(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

14、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,下列描述正确的是()提示：白天近地面的气温较高，声速较大，声速随离地面高度的增加而减小导致声音传播方向向上弯曲；此时能明显观察到波的衍射现象1.1.定义定义:波可以绕过波可以绕过 继续传播继续传播,这种现象叫作波的这种现象叫作波的衍射。衍射。三、波的衍射2.2.波发生明显衍射现象的条件波发生明显衍射现象的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟过寸跟过相差不多相差不多,或者比过或者比过时时,才能观察到明显的衍才能观察到明显的衍射现象。射现象。更小更小绕过障碍物绕过障碍物相

15、差不多相差不多3.3.一切波都能发生衍射。衍射是波特有的现象一切波都能发生衍射。衍射是波特有的现象例例1.(多选多选)观察水面波衍射的实验装置如图所示观察水面波衍射的实验装置如图所示,AC和和BD是两块挡板是两块挡板,AB是一个孔是一个孔,O是波源是波源,图中已画出波源图中已画出波源所在区域波的传播情况所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹每两条相邻波纹(图中曲线图中曲线)之之间距离表示一个波长间距离表示一个波长,则波经过孔之后的传播情况则波经过孔之后的传播情况,下列下列描述正确的是描述正确的是()A.此时能明显观察到波的衍射现象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挡板前后波纹

16、间距离相等C.如果将孔如果将孔AB扩大扩大,有可能观察不到明显的衍射现象有可能观察不到明显的衍射现象D.如果孔的大小不变如果孔的大小不变,使波源频率增大使波源频率增大,能更明显地观能更明显地观察到衍射现象察到衍射现象答案答案:ABC例例2.以下关于波的衍射的说法正确的是以下关于波的衍射的说法正确的是()A.波遇到障碍物时波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象一定会发生明显的衍射现象B.当障碍物的尺寸比波长大得多时当障碍物的尺寸比波长大得多时,衍射现象很明显衍射现象很明显C.当孔的大小比波长小时当孔的大小比波长小时,衍射现象很明显衍射现象很明显D.只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时只有当障碍物

17、的尺寸与波长相差不多时,才会发生明显的衍才会发生明显的衍射现象射现象例例3.(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是()A波发生反射时波的频波发生反射时波的频率不变，波速变小，波长变短率不变，波速变小，波长变短B波发生反射时频率、波长、波发生反射时频率、波长、波速均不变波速均不变C波发生折射时的频率不变，但波长、波速发波发生折射时的频率不变，但波长、波速发生变化生变化D波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化答案：答案：BC例例4.一列声波在空气中的波长为一列声波在空气中的波长为0.25 m。当该声波传入某种介质中时。当该声波传入某种介质中时,波

18、长变为波长变为0.8 m,若空气中的声速是若空气中的声速是340 m/s。求。求:(1)该声波在介质中传播时的频率。该声波在介质中传播时的频率。(2)该声波在介质中传播的速度大小该声波在介质中传播的速度大小答案答案:(1)1 360 Hz(2)1 088 m/s例例5.(多选多选)如图所示，如图所示，S为在水面上振动的波源，为在水面上振动的波源，M、N为水面上的两块挡板，其中为水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中间有板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测得一狭缝，此时测得A处水没有振动为使处水没有振动为使A处水也能发处水也能发生振动，可采用的方法是生振动，可采用的方法是()A使波源的频率增大使波源的频率增大B使波源的频率减小使波源的频率减小C移动移动N使狭缝的距离增大使狭缝的距离增大D移动移动N使狭缝的距离减小使狭缝的距离减小答案：答案：BD课堂小结课堂小结1.发生明显衍射的条件：孔、缝、障碍物的尺寸跟波长发生明显衍射的条件：孔、缝、障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长小的多相差不多或比波长小的多2.衍射现象是波的特有现象衍射现象是波的特有现象3.波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，波长、波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，波长、波速发生改变波速发生改变