【課件】波的反射、折射和衍射+課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

3.3波的反射、折射和衍射生活中，你是否注意過水波的反射？波的反射應(yīng)該遵從什么規(guī)律？實驗：水波的反射2.反射定律：其規(guī)律等同于光的反射規(guī)律，即反射線、法線與入射線在

，反射線與入射線分居法線

，反射角

入射角。

同一平面內(nèi)

兩側(cè)

等于波反射的示意圖介質(zhì)1介質(zhì)2波的反射1.波的反射：波遇到介質(zhì)界面會返回原介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。入射線反射線法線入射角反射角在波的反射現(xiàn)象中，反射波與入射波的頻率相同嗎？波長相同嗎？在波的反射現(xiàn)象中，反射波和入射波的頻率都與波源的頻率相同；反射時波在同種介質(zhì)中傳播，波速相同，由v＝λf可知，波長也相同。1.聽者A、聲源B和障礙物C在一條直線上，如圖所示。聲源在聽者和障礙物之間，距聽者12m，距障礙物24m，若聽者能將先后兩次發(fā)聲區(qū)別開的時間間隔是0.1s。試通過計算，說明聽者能否把原聲和回聲區(qū)別開來？已知聲音在空氣中的傳播速度為340m/s。答案能理由見解析回聲測距1.當(dāng)聲源不動時，聲波遇到了靜止障礙物會被反射回來繼續(xù)傳播，由于反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，因此，入射波和反射波在傳播距離一樣的情況下，用的時間相等。設(shè)經(jīng)過時間t聽到回聲，則聲源距障礙物的距離為s＝v聲

。聲源障礙物v聲3.當(dāng)聲源以速度v遠離靜止的障礙物或障礙物以速度v遠離靜止的聲源時，聲波經(jīng)時間t返回，聲源發(fā)聲時障礙物到聲源的距離為s＝(v聲－v)。聲源障礙物聲源障礙物2.當(dāng)聲源以速度v向靜止的障礙物運動或障礙物以速度v向靜止的聲源運動時，聲波經(jīng)時間t返回，聲源發(fā)聲時障礙物到聲源的距離為s＝(v聲＋v)。v聲v聲vv海浪在傳播的過程中方向發(fā)生了變化風(fēng)向決定了海浪傳播的方向，風(fēng)向會變，但海岸線不變并且不在一條直線上，但到達岸邊的海浪總是平行于海岸線，這說明海浪在傳播過程中有什么變化？波的折射：波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時，波的傳播方向可能發(fā)生

的現(xiàn)象。一切波都會發(fā)生折射現(xiàn)象。深水區(qū)淺水區(qū)波速大波速小入射線折射線入射角折射角法線深水區(qū)淺水區(qū)海岸線波的折射改變在波的折射現(xiàn)象中，折射波與入射波的頻率相同嗎？波長相同嗎？在波的折射現(xiàn)象中，折射波和入射波的頻率都與波源的頻率相同；折射現(xiàn)象是在不同介質(zhì)中傳播，波速不同，由v=λf可知，波長也不相同。2.我們知道光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時會發(fā)生折射，理論和實驗證明機械波也可以。一列水波在深度不同的水域傳播時，在交界面處將發(fā)生折射，如圖所示。生活中，我們發(fā)現(xiàn)海邊的波濤，總是沿著與海岸垂直的方向襲來，就是由于波的折射，改變了方向所致。而機械波的折射原理跟光的折射類似，入射角和折射角之間的關(guān)系跟波的速度有關(guān)?，F(xiàn)在有一列水波從淺水區(qū)進入深水區(qū)，水速變大了。請類比光的折射，分析這列水波折射示意圖(圖中虛線為法線)合理的是√3.(2023·湖南省岳陽縣第一中學(xué)期中)一列聲波在空氣中的波長為0.2m，當(dāng)該聲波從空氣中以某一角度傳入介質(zhì)Ⅱ中時，波長變?yōu)?.6m，如圖所示，若空氣中的聲速是340m/s。求：(1)該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播時的頻率；答案

(1)1700Hz

(2)1020m/s(2)該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播的速度。波的反射和折射的比較波現(xiàn)象比較項波的反射波的折射物理量決定因素頻率f波速v波長λ不變不變不變不變改變改變由波源決定由介質(zhì)決定由介質(zhì)和波源決定

水波繞過石頭繼續(xù)向前傳播水波遇到石頭時，會不會被石頭擋住而不能在石頭的背面繼續(xù)傳播呢？波的衍射1.定義：波可以

繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。2.發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長

，或者比波長

時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。3.波的衍射的普遍性：一切波都能發(fā)生

，

是波特有的現(xiàn)象。三、波的衍射繞過障礙物

相差不多更小

衍射

衍射1.如果孔比波長大很多，波就不會發(fā)生衍射現(xiàn)象，這種說法對嗎？不對，一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象?？妆炔ㄩL大很多時，衍射現(xiàn)象依然存在，只是無法觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。2.如果孔比波長小很多，一定能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象嗎？不一定，如果孔比波長小的太多，繞過障礙物的波的能量較弱，也不易觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。3.喇叭播放的音樂中，高音(頻率大)和低音(頻率小)的聲波哪個更容易繞過高墻？低音，因為聲速相同，低音的頻率小，波長長，在障礙物相同的情況下，低音更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，因此低音更容易繞過高墻。4.(2023·山東省青島二中期中)如圖所示為波源O傳出的一列水波，相鄰實線間的距離等于一個波長，下列說法正確的是A.波通過孔A，不發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B.波通過孔B，不發(fā)生衍射現(xiàn)象C.波遇到障礙物C，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D.波遇到障礙物D，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象√5.(2023·上海市楊浦區(qū)復(fù)旦附中期末)小河中有一個實心橋墩P，A為靠近橋墩浮在水面上的一片樹葉，俯視圖如圖所示，小河水面平靜?，F(xiàn)在S處以某一頻率拍打水面，使形成的水波能帶動樹葉A振動起來，可以采用的方法是A.提高拍打水面的頻率B.降低拍打水面的頻率C.無論怎樣拍打，A都不會振動起來D.保持拍打頻率不變，略微加大拍打力度，A會振動起來√返回原來介質(zhì)繼續(xù)傳播反