3.3 波的反射、折射和衍射（课件）(共19张PPT)

(共19张PPT)
第三章 机械波
3.3波的反射、折射和衍射
课堂引入
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？
问题：
？
蝙蝠在飞行的时候，喉内能够产生超声波，超声波通过口腔发射出来。当超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时，蝙蝠能够用耳朵接受，并能判断探测目标是昆虫还是障碍物，以及距离它有多远。人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式，叫做“回声定位”。
课堂引入
水波的反射
蝙蝠的回声定位
回声探测设备是最早的一类水下声学仪器，这种设备得到了广泛地应用。所有这样的设备都有一个共同的特点：它们都利用一组发射换能器在水下发射声波，使声波沿海水介质传播，直到碰到目标后再被反射回来，反射回来的声波被接收换能器接收。然后再由声纳员或计算机处理收到的信号，进而确定目标的参数和类型。
课堂引入
回声探测仪
在发波水槽一端有一平
板振动发生器，振动发生器在水槽中能够产
生水波。在水槽中斜向放置一个挡板，观察
水波在传播过程中发生的现象。
课堂引入
想一想：
水波的反射
一、波的反射
波的反射:
1．定义：波在传播过程中，遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象．
2．波的反射定律：当波传播到两种介质的交界处发生反射时，入射线、 法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分别位于法线的两侧，而且入射角等于反射角；反射波的波长、频率和波速都与入射波相同．
一、波的反射
入射角
反射角
平面
现象：波遇到障碍物会返回来继续传播
特点：反射角等于入射角，反射波的波长、频率和波速都和入射波相同
实例：回声、混响
二、波的折射
入射角i
折射角r
特点：波的频率不改变，波速和波长都发生了改变，入射角与折射角之间满足折射定律
现象：波从一种介质射入另一种介质时，传播的方向会发生改变
水波的折射
二、波的折射
折射定律：
波在反射、折射时的频率、波速和波长
二、波的折射
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
水波的衍射实验
三、波的衍射
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 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 乙）。
波长一定的水波通过宽度不同的狭缝
波可以绕过障碍物继续传播的现象
现象：水波绕过小孔或障碍物继续传播．
说明:
①衍射是波特有的现象;一切波都能发生衍射．
②衍射现象总是存在的,只有明显和不明显的差异.
三、波的衍射
观察波长对衍射现象的影响
三、波的衍射
波长逐渐增大的衍射现象
三、波的衍射
波长不同的水波通过宽度一定的狭缝
在狭缝宽度一定的情况下，波长对衍射实验的影响
窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象；
窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显；
窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象．
水波的衍射
一切波都能发生反射、折射、衍射，这些是波特有的现象 .
随堂练习
例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(　)
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
例2、(多选)关于波的反射与折射,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,波的频率、波长、波速均不变
C.波发生折射时,波的频率、波长、波速均发生变化
D.波发生折射时,波的频率不变,但波长、波速均发生变化
BD
随堂练习
例3、(多选)如图所示为水波的衍射现象,S为波源,d为挡板上的小孔宽度,相邻弧线间距为一个波长,其中符合事实的是(　　)
BC
随堂练习
例4、(多选)下列现象属于波的衍射现象的是(　　)
A.隔墙有耳
B.空山不见人,但闻人语响
C.余音绕梁,三日而不绝
D.夏日雷声轰鸣不绝
AB