3.3 波的反射、折射和衍射(共21张PPT)高二物理人教版（2019）选择性必修1课件
文档属性
| 名称 | 3.3 波的反射、折射和衍射(共21张PPT)高二物理人教版（2019）选择性必修1课件 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 43.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-10-24 17:56:28 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
3.3 波的反射、折射和衍射
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？
实验：水波的反射
2.反射定律：
其规律等同于光的反射规律，即反射线、法线与入射线在 ，反射线与入射线分居法线 ，反射角 入射角。
同一平面内
两侧
等于
波反射的示意图
介质1
介质2
波的反射
1.波的反射：波遇到介质界面会返回原介质继续传播的现象。
入射线
反射线
法线
入射角
反射角
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？
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v＝λf 可知，波长也相同。
1.听者A、声源B和障碍物C在一条直线上，如图所示。声源在听者和障碍物之间，距听者12 m，距障碍物24 m，若听者能将先后两次发声区别开的时间间隔是0.1 s。试通过计算，说明听者能否把原声和回声区别开来？已知声音在空气中的传播速度为340 m/s。
答案 能 理由见解析
回声测距
1.当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被反射回来继续传播，由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等。设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为s＝v声 。
声源
障碍物
v声
3.当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声波经时间t返回，声源发声时障碍物到声源的距离为
s＝(v声－v) 。
声源
障碍物
声源
障碍物
2.当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声波经时间t返回，声源发声时障碍物到声源的距离为
s＝(v声＋v) 。
v声
v声
v
v
海浪在传播的过程中方向发生了变化
风向决定了海浪传播的方向，风向会变，但海岸线不变并且不在一条直线上，但到达岸边的海浪总是平行于海岸线，这说明海浪在传播过程中有什么变化？
波的折射：波从一种介质传播到另一种介质时，波的传播方向可能发生 的现象。一切波都会发生折射现象。
深水区
浅水区
波速大
波速小
入射线
折射线
入射角
折射角
法线
深水区
浅水区
海岸线
波的折射
改变
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v=λf 可知，波长也不相同。
2.我们知道光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，理论和实验证明机械波也可以。一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射，如图所示。生活中，我们发现海边的波涛，总是沿着与海岸垂直的方向袭来，就是由于波的折射，改变了方向所致。而机械波的折射原理跟光的折射类似，入射角和折射角之间的关系跟波的速度有关。现在有一列水波从浅水区进入深水区，水速变大了。请类比光的折射，分析这列水波折射示意图(图中虚线为法线)合理的是
√
3.(2023·湖南省岳阳县第一中学期中)一列声波在空气中的波长为0.2 m，当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若空气中的声速是340 m/s。求：
(1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；
答案 (1) 1 700 Hz (2) 1 020 m/s
(2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度。
波的反射和折射的比较
波现象 比较项 波的反射 波的折射 物理量决定因素
频率f
波速v
波长λ
不变
不变
不变
不变
改变
改变
由波源决定
由介质决定
由介质和波源决定
水波绕过石头继续向前传播
水波遇到石头时，会不会被石头挡住而不能在石头的背面继续传播呢？
波的衍射
1.定义：波可以 继续传播的现象。
2.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波长 ，或者比波长 时，才能观察到明显的衍射现象。
3.波的衍射的普遍性：一切波都能发生 ， 是波特有的现象。
三、波的衍射
绕过障碍物
相差不多
更小
衍射 衍射
1.如果孔比波长大很多，波就不会发生衍射现象，这种说法对吗？
不对，一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。孔比波长大很多时，衍射现象依然存在，只是无法观察到明显的衍射现象。
2.如果孔比波长小很多，一定能观察到明显的衍射现象吗？
不一定，如果孔比波长小的太多，绕过障碍物的波的能量较弱，也不易观察到明显的衍射现象。
3.喇叭播放的音乐中，高音(频率大)和低音(频率小)的声波哪个更容易绕过高墙？
低音，因为声速相同，低音的频率小，波长长，在障碍物相同的情况下，低音更容易发生衍射现象，因此低音更容易绕过高墙。
4.(2023·山东省青岛二中期中)如图所示为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长，下列说法正确的是
A.波通过孔A，不发生明显的衍射现象
B.波通过孔B，不发生衍射现象
C.波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象
D.波遇到障碍物D，发生明显的衍射现象
√
5.(2023·上海市杨浦区复旦附中期末)小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是
A.提高拍打水面的频率
B.降低拍打水面的频率
C.无论怎样拍打，A都不会振动起来
D.保持拍打频率不变，略微加大拍打力度，A会振动起来
√
返回原来介质继续传播
反射定律
两角相等
两线分侧
三线共面
频率、波长、波速均不变
进入另一种介质，传播方向可能发生偏折
频率不变，波速和波长变化
目标一：波的反射
波的反射、折射和衍射
目标二：波的折射
目标三：波的衍射
绕过障碍物继续传播
尺寸与波长相差不多
明显衍射的条件
尺寸比波长更小
普遍性
3.3 波的反射、折射和衍射
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？
实验：水波的反射
2.反射定律：
其规律等同于光的反射规律，即反射线、法线与入射线在 ，反射线与入射线分居法线 ，反射角 入射角。
同一平面内
两侧
等于
波反射的示意图
介质1
介质2
波的反射
1.波的反射：波遇到介质界面会返回原介质继续传播的现象。
入射线
反射线
法线
入射角
反射角
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？
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v＝λf 可知，波长也相同。
1.听者A、声源B和障碍物C在一条直线上，如图所示。声源在听者和障碍物之间，距听者12 m，距障碍物24 m，若听者能将先后两次发声区别开的时间间隔是0.1 s。试通过计算，说明听者能否把原声和回声区别开来？已知声音在空气中的传播速度为340 m/s。
答案 能 理由见解析
回声测距
1.当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被反射回来继续传播，由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等。设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为s＝v声 。
声源
障碍物
v声
3.当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声波经时间t返回，声源发声时障碍物到声源的距离为
s＝(v声－v) 。
声源
障碍物
声源
障碍物
2.当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声波经时间t返回，声源发声时障碍物到声源的距离为
s＝(v声＋v) 。
v声
v声
v
v
海浪在传播的过程中方向发生了变化
风向决定了海浪传播的方向，风向会变，但海岸线不变并且不在一条直线上，但到达岸边的海浪总是平行于海岸线，这说明海浪在传播过程中有什么变化？
波的折射：波从一种介质传播到另一种介质时，波的传播方向可能发生 的现象。一切波都会发生折射现象。
深水区
浅水区
波速大
波速小
入射线
折射线
入射角
折射角
法线
深水区
浅水区
海岸线
波的折射
改变
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v=λf 可知，波长也不相同。
2.我们知道光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，理论和实验证明机械波也可以。一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射，如图所示。生活中，我们发现海边的波涛，总是沿着与海岸垂直的方向袭来，就是由于波的折射，改变了方向所致。而机械波的折射原理跟光的折射类似，入射角和折射角之间的关系跟波的速度有关。现在有一列水波从浅水区进入深水区，水速变大了。请类比光的折射，分析这列水波折射示意图(图中虚线为法线)合理的是
√
3.(2023·湖南省岳阳县第一中学期中)一列声波在空气中的波长为0.2 m，当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若空气中的声速是340 m/s。求：
(1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；
答案 (1) 1 700 Hz (2) 1 020 m/s
(2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度。
波的反射和折射的比较
波现象 比较项 波的反射 波的折射 物理量决定因素
频率f
波速v
波长λ
不变
不变
不变
不变
改变
改变
由波源决定
由介质决定
由介质和波源决定
水波绕过石头继续向前传播
水波遇到石头时，会不会被石头挡住而不能在石头的背面继续传播呢？
波的衍射
1.定义：波可以 继续传播的现象。
2.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波长 ，或者比波长 时，才能观察到明显的衍射现象。
3.波的衍射的普遍性：一切波都能发生 ， 是波特有的现象。
三、波的衍射
绕过障碍物
相差不多
更小
衍射 衍射
1.如果孔比波长大很多，波就不会发生衍射现象，这种说法对吗？
不对，一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。孔比波长大很多时，衍射现象依然存在，只是无法观察到明显的衍射现象。
2.如果孔比波长小很多，一定能观察到明显的衍射现象吗？
不一定，如果孔比波长小的太多，绕过障碍物的波的能量较弱，也不易观察到明显的衍射现象。
3.喇叭播放的音乐中，高音(频率大)和低音(频率小)的声波哪个更容易绕过高墙？
低音，因为声速相同，低音的频率小，波长长，在障碍物相同的情况下，低音更容易发生衍射现象，因此低音更容易绕过高墙。
4.(2023·山东省青岛二中期中)如图所示为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长，下列说法正确的是
A.波通过孔A，不发生明显的衍射现象
B.波通过孔B，不发生衍射现象
C.波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象
D.波遇到障碍物D，发生明显的衍射现象
√
5.(2023·上海市杨浦区复旦附中期末)小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是
A.提高拍打水面的频率
B.降低拍打水面的频率
C.无论怎样拍打，A都不会振动起来
D.保持拍打频率不变，略微加大拍打力度，A会振动起来
√
返回原来介质继续传播
反射定律
两角相等
两线分侧
三线共面
频率、波长、波速均不变
进入另一种介质，传播方向可能发生偏折
频率不变，波速和波长变化
目标一：波的反射
波的反射、折射和衍射
目标二：波的折射
目标三：波的衍射
绕过障碍物继续传播
尺寸与波长相差不多
明显衍射的条件
尺寸比波长更小
普遍性