物理人教版（2019）选择性必修第一册3.3波的反射、折射和衍射（共18张ppt）

(共18张PPT)
3.3 波的反射、折射和衍射
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？
刚下过的雪是新鲜蓬松的，表面有许多小气孔．当声波传入小气孔时发生反射．仅有少部分波的能量能通过口径反射回来，大部分能量被吸收掉了。
P71
波反射的示意图
介质1
介质2
入射线
反射线
法线
入射角
反射角
反射前后λ、f、v不变
反射定律
：波遇到介质界面会返回原介质继续传播的现象
听者A、声源B和障碍物C在一条直线上，声源距听者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　
声音先到C，然后到A的时间：
回声测距
1.当声源和障碍物相对静止时
声源
障碍物
若声源发出声波经过时间t 听到回声，声波的传播速度为v声则：
2.当声源与障碍物相向运动时，若相对速度大小为
声源
障碍物
3.当声源与障碍物反向运动，若相对速度大小为
声源
障碍物
波的传播方向可能发生改变的现象
P71
深水区
浅水区
波速大
波速小
入射线
折射线
入射角 i
折射角 r
法线
深水区
浅水区
海岸线
波发生折射的原因：
是波在不同介质中的速度不同
P72
1.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？
频率都与波源的频率相同；在不同介质中传播时波速不同，由可知，波长也不相同.
2.波在发生折射过程中，方向一定改变吗？
不一定，入射波垂直交界面时，方向不变.
总结：
垂直界面入射时，传播方向不改变
在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变
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？
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；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得比较远的原因．
波现象 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
障碍物
衍——延展之意
波的衍射——波延展到“影子”区域里的现象。
阴影区
阴影区
阴影区
阴影区
波源
P72
对比两幅水波通过孔缝衍射照片，总结发生明显衍射现象的条件
衍射现象明显
波绕过障碍物区域多
波绕过障碍物区域少
衍射现象不明显
λ
λ
d


λ

d
d
P73
衍射现象只有明显与不明显的差异, 一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。
衍射明显的条件：
思考：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？
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.
例.(多选)如图，挡板 M 是固定的，挡板 N 可以上下移动，把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样，P 点的水没有振动起来，为了使挡板左边的振动传到 P 点，下列做法正确的是
A.适当将挡板N向上移动
B.适当将挡板N向下移动
C.减小波源的频率
D.增大波源的频率
√
√
要使振动传到P点，应使衍射现象更明显，可以适当减小孔的大小或通过减小波源频率来增大水波的波长，故选A、C.
目标一：波的反射
目标二：波的折射
目标三：波的衍射
反射定律
返回原来介质继续传播
三线共面
两线分侧
两角相等
频率、波长、波速均不变
频率不变，波速和波长发生变化
进入另一种介质，传播方向可能发生偏折
绕过障碍物继续传播
明显衍射的条件
尺寸与波长相差不多
普遍性
尺寸比波长更小
波的反射、折射和衍射
作业