3.3波的反射、折射和衍射+課件【知識(shí)精講精研】高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

3.3波的反射、

折射和衍射

導(dǎo)入夏日的雷聲轟鳴不絕，這是為什么？這是聲波在云層界面多次反射造成的。思考：你是否注意過(guò)水波的反射？波的反射應(yīng)該遵從什么規(guī)律？?jī)?nèi)容講解一、波的反射觀察：水波的反射當(dāng)水波遇到擋板時(shí)會(huì)發(fā)生反射，水波的反射與光的反射遵循同樣的規(guī)律。定義：波在傳播的過(guò)程中,遇到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)返回到原介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫作波的反射。

一、波的反射法線分界面反射線入射角反射角ii′反射定律（1）入射線、法線、反射線在同一平面內(nèi)，入射線與反射線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。（2）反射波的波長(zhǎng)、頻率、波速都跟入射波相同．光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中時(shí)會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象所有機(jī)械波都會(huì)發(fā)生折射嗎？二、波的折射水波的折射一列水波在深度不同的水域傳播時(shí)，在交界面處將發(fā)生折射。觀察：二、波的折射二、波的折射1.概念：波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射。界面介質(zhì)I介質(zhì)II法線2.折射規(guī)律3.波發(fā)生折射的原因：波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同。在水塘里，水波遇到石頭等障礙物，會(huì)繞過(guò)它們繼續(xù)傳播。思考：定義：波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫作波的衍射。波在什么條件下能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？三、波的衍射三、波的衍射1.概念：“衍”——即“延展”波的衍射——波延展到“陰影”區(qū)域里的現(xiàn)象。波繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做波的衍射。2.影響衍射明顯程度的因素實(shí)例：隔墻有耳現(xiàn)象分析：聲波繞過(guò)墻壁進(jìn)入另一側(cè)通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察：水波的衍射你能得到什么樣的規(guī)律？三、波的衍射（1）狹縫寬度比波長(zhǎng)大得多的情況下，波沿直線傳播，在擋板后面產(chǎn)生“陰影區(qū)”。（2）在狹縫寬度與波長(zhǎng)相差不多或者狹縫寬度比波長(zhǎng)更小的情況下，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：波長(zhǎng)一定的水波通過(guò)寬度不同的狹縫甲乙當(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)，盡管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射現(xiàn)象不容易觀察到。注意：三、波的衍射甲乙丙波長(zhǎng)不同的水波通過(guò)寬度一定的狹縫保持狹縫的寬度不變，改變水波的波長(zhǎng)：波長(zhǎng)與狹縫寬度相差不多時(shí)，有明顯的衍射現(xiàn)象，隨著波長(zhǎng)的減小，衍射現(xiàn)象變得不明顯只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。波發(fā)生明顯衍射的條件：三、波的衍射衍射現(xiàn)象是波的特性

識(shí)別波：衍射是波特有的現(xiàn)象

振動(dòng)的形式和能量傳到障礙物后方的陰影區(qū)域中。三、波的衍射注意：例題分析四、例題分析例1圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則()A．2與1的波長(zhǎng)、頻率相等，波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長(zhǎng)不等C．3與1的波速、頻率、波長(zhǎng)均相等D．3與1的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等解析：波發(fā)生反射時(shí)，在同一種介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，因此波長(zhǎng)、波速和頻率不變，故選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；波發(fā)生折射時(shí)，頻率不變，波速變，波長(zhǎng)變，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。D四、例題分析例2如圖所示是利用發(fā)波水槽觀察到的水波衍射圖像，從圖像可知()A．B側(cè)波是衍射波B．A側(cè)波速與B側(cè)波速相等C．減小擋板間距離，衍射波的波長(zhǎng)將減小D．增大擋板間距離，衍射現(xiàn)象將更明顯解析：小孔相當(dāng)于衍射波的波源，A側(cè)波是衍射波，A錯(cuò)誤；在同一種介質(zhì)中，波速相等，故B正確；根據(jù)波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系式v＝λf，由于波速和頻率不變，故波長(zhǎng)不變，故C錯(cuò)誤；在波長(zhǎng)無(wú)法改變的情況下減小擋板間距會(huì)使衍射現(xiàn)象更明顯，故D錯(cuò)誤．B四、例題分析例3(多選)如圖所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則對(duì)于波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況，下列描述正確的是()ABCA．此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B．擋板前后波紋間距離相等C．如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象解析：波長(zhǎng)與孔的尺寸差不多，所以A正確；由公式λ=v/f可知波紋間距不變，故B正確；AB擴(kuò)大將大于波長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象變得不明顯故C正確；頻率變大，波長(zhǎng)變小，觀察到的現(xiàn)象更加不明顯，故D錯(cuò)誤．四、例題分析例4、操場(chǎng)上的喇叭正在播放音樂(lè)，有高音也有低音。走到離操場(chǎng)不遠(yuǎn)的教學(xué)大樓后面，聽(tīng)到喇叭播放的音