第3節(jié)-波的反射、折射和衍射課件_第1頁
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第3節(jié)-波的反射、折射和衍射課件_第3頁
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文檔簡介

1、第3節(jié)波的反射、折射和衍射核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維1.知道波傳播到兩種介質(zhì)交界面時會發(fā)生反射、折射現(xiàn)象。2.了解波的衍射現(xiàn)象和衍射圖樣,知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。3.知道衍射是波特有的現(xiàn)象。通過發(fā)波水槽實驗探究水波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。知識點一波的反射、波的折射1.波的反射(1)波的反射:波傳播過程中遇到介質(zhì)界面會_原介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。(2)反射波的_、_、頻率跟入射波的相同。(3)波的反射定律:反射線、入射線和法線在同一平面內(nèi),反射線和入射線分別位于法線兩側(cè),反射角_入射角。如圖所示。返回波長波速等于2.波的折射(1)波的折射:波從一種介質(zhì)_另一種介質(zhì)時,波的_發(fā)生改變的現(xiàn)象。(2)

2、波的折射中,波的_不變,波速和波長發(fā)生改變。進入傳播方向頻率思考判斷(1)波向前傳播在兩介質(zhì)的界面上要么發(fā)生反射,要么發(fā)生折射,二者不會同時發(fā)生。( )(2)波發(fā)生反射時波的頻率不變,波速變小,波長變短。( )(3)波發(fā)生折射時波的頻率不變,但波長、波速發(fā)生變化。( )觀圖助學(xué)知識點二波的衍射1.定義:波可以繞過_繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。2.實驗現(xiàn)象(1)實驗器材:在水槽里放兩塊擋板,中間留一個_。(2)現(xiàn)象:狹縫寬度比波長大得多,波的傳播如同光沿_一樣,在擋板后面產(chǎn)生“陰影區(qū)”;在狹縫寬度與波長相差不多或者狹縫寬度比波長更小時,水波可以_擋板后面繼續(xù)傳播。3.發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件縫、孔的寬度或障礙

3、物的尺寸跟波長_,或者比波長_。障礙物直線傳播繞到相差不多更小狹縫思考判斷(1)一切波遇到障礙物都會發(fā)生衍射現(xiàn)象。( )(2)只有當(dāng)障礙物的尺寸與波長差不多或比波長小時,才會發(fā)生衍射現(xiàn)象。( )(3)當(dāng)小孔大小一定時,波的頻率越大,衍射現(xiàn)象越明顯。( )(4)當(dāng)障礙物大小一定時,波的頻率越小,衍射現(xiàn)象越明顯。( )波的反射、折射現(xiàn)象中各物理量的變化要點歸納核心要點對波的反射和折射的理解和應(yīng)用現(xiàn)象比較項目波的反射波的折射傳播方向改變,反入改變,折入頻率f不變不變波速v不變改變波長不變改變試題案例例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、頻率相等,波速不等B

4、.2與1的波速、頻率相等,波長不等C.3與1的波速、頻率、波長均相等D.3與1的頻率相等,波速、波長均不等解析波發(fā)生反射時,在同一種介質(zhì)中運動,因此波長、波速和頻率不變,A、B錯誤;波發(fā)生折射時,頻率不變,波速變,波長變,故C錯誤,D正確。答案D例2 某測量員利用回聲測距,他站在兩平行墻壁間某一位置鳴槍,經(jīng)過1 s第一次聽到回聲,又經(jīng)過0.5 s再次聽到回聲,已知聲速為340 m/s,則兩墻壁間的距離為多少?解析設(shè)測量員離較近的墻壁的距離為x,則他離較遠的墻壁的距離為sx,2xvt12(sx)v(t1t)其中t0.5 s,t11 s,代入數(shù)據(jù)得s425 m。答案425 m針對訓(xùn)練1 有一輛汽車

5、以15 m/s的速度勻速行駛,在其正前方有一陡峭山崖,汽車鳴笛2 s后司機聽到回聲,此時汽車距山崖的距離有多遠?(v聲340 m/s)解析設(shè)汽車在A點發(fā)出笛聲,A點到山崖B的距離為x1,汽車運動到C點接收到笛聲,設(shè)AC距離為x2,CB距離為x,因二者運動時間相同,則有x1x2xx1xv聲tx2v車t聯(lián)立得x325 m。答案325 m核心要點波的衍射現(xiàn)象如圖所示是一個可觀察水波衍射的水波發(fā)生槽,振源的頻率是可以調(diào)節(jié)的,槽中放置兩塊可移動的擋板形成寬度可調(diào)節(jié)的小孔,觀察水波的傳播,也可以在水槽中放置寬度不同的擋板,觀察水波的傳播。思考下列問題:觀察探究(1)水波遇到小孔時,會觀察到什么現(xiàn)象?依次減

6、小小孔尺寸,觀察到的現(xiàn)象有什么變化?(2)當(dāng)水波遇到較大的障礙物時,會觀察到什么現(xiàn)象?當(dāng)障礙物較小時,會觀察到什么現(xiàn)象?提示(1)水波遇到小孔時,水波能穿過小孔,并能到達擋板后面的“陰影區(qū)”,小孔的尺寸減小時,水波到達“陰影區(qū)”的現(xiàn)象更加明顯。(2)當(dāng)水波遇到較大的障礙物時,將會返回,當(dāng)障礙物較小時,波能繼續(xù)向前傳播。探究歸納1.衍射是波特有的現(xiàn)象(1)一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象,只是有的明顯,有的不明顯。(2)波的直線傳播只是在衍射不明顯時的近似。(3)波長較長的波容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。2.產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件只有當(dāng)縫、孔的寬度或障礙物尺寸跟波長相差不大,或者比波長更小時,才能觀察到明顯的衍

7、射現(xiàn)象。(1)障礙物或孔的尺寸大小,并不是決定衍射能否發(fā)生的條件,而是衍射現(xiàn)象是否明顯的條件。一般情況下,波長較長的波容易產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象。(2)波傳到孔或障礙物時,孔或障礙物仿佛是一個新的波源,由它發(fā)出的與原來同頻率的波(稱為子波)在孔或障礙物后傳播,于是,就出現(xiàn)了偏離直線傳播的衍射現(xiàn)象。(3)當(dāng)孔的尺寸遠小于波長時盡管衍射十分突出,但由于衍射波的能量很弱,衍射現(xiàn)象不容易觀察到。A.此時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,能觀察到的更明顯衍射現(xiàn)象試題案例例3 (多選)如圖所示是觀察水面波衍射的實驗裝置,AC和BD是兩塊擋板,AB是一個孔,O是波源,圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況,每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間的距離表示一個波長,則對于波經(jīng)過孔之后的傳播情況,下列描述正確的是()答案ABC針對訓(xùn)練2 如圖所示,正中心O點是水面上一波源,實、虛線分別表示該時刻的波峰、波谷,A是擋板,B是小孔,經(jīng)過一段時間,水面上的波形將分布于 ()A.整個區(qū)域 B.陰影以外的區(qū)域C.陰影以外的區(qū)域 D.陰影以外的區(qū)域解析由題圖中可直觀看出,半波長為實虛兩圓半徑之差,且可看出擋板A的尺寸比波長大得多,而小孔B的大小與波

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