波的反射折射和衍射高二物理精品讲义(人教版选择性)(学生版)
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3.3 波的反射、折射和衍射
课程标准
课标解读 1.通过演示实验,知道波传播到两种
介质交界面时会发生反射和折射现
象。
2.通过比较波的反射和折射,知道反
射波和折射波的频率、波速和波长的
变化关系。
3.通过观察,理解波发生明显衍射的
条件 ,并能用该条件解释相关物理
现象。
1. 知道什么是波的反射与折射现象,知道发生波的反射与折射现象的条件。并能进行简单的计算。
2.知道什么是波的衍射现象,知道波发生明显衍射现象的条件。 知识点01 波的反射与折射
一、波的反射
1.反射现象
波遇到介质界面会返回来继续传播的现象.
2.反射角与入射角
(1)入射角:入射波的波线与法线的夹角,如图中的α.
(2)反射角:反射波的波线与法线的夹角,如图中的β.
3.反射定律
反射波线、法线、入射波线在同一平面内,且反射角等于入射角.
知识精讲
目标导航
注意:反射波与入射波的波长、频率、波速都相等,但由于反射面吸收一部分能量,反射波传播的能量将减少.
二、波的折射
1.波在传播过程中,从一种介质进入另一种介质时,波传播的方向发生偏折的现象叫作波的折射.
2.一切波都会发生折射现象.
【即学即练1】机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射,如果用射线表示波的传播方向,下列说法正确的是()
A.入射线与反射线一定在同一平面内,法线与这一平面垂直
B.入射线与反射线可能在法线同侧
C.“回声”是声波的反射现象
D.“回声”是声波的折射现象
【即学即练2】如图所示,图中S为在水面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡板,其中N板可以上下移动,两板中间有一狭缝,此时测得A处水面没有振动,为使A处水面也能发生振动,可采用的方法是()
A.使波源的频率增大
B.使波源的频率减小
C.使波源的周期减小
D.移动N使狭缝的间距增大
知识点02 波的衍射
1.定义
波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫作波的衍射.
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相差不多或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象.
3.一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象.
【即学即练3】下列说法正确的是( )
A .入射波面与法线的夹角为入射角B.入射波面与界面的夹角为入射角
C .入射波线与法线的夹角为入射角D.入射角跟反射角相等
能力拓展
考法01波的衍射
1.产生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长小.
2.理解
(1)衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射.
(2)波的衍射总是存在的,只有“明显”与“不明显”的差异,不会出现“不发生衍射现象”的说法.
(3)波传到小孔(障碍物)时,小孔(障碍物)仿佛是一个新波源,由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播,就偏离了直线方向.因此,波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况.
【典例1】下列说法中正确的是()
A.衍射是一切波特有的现象
B.障碍物或孔越大越易产生衍射
C.在空旷的山谷里叫喊,可以听到回音,这是声波的衍射现象
D.在空旷的山谷里叫喊,可以听到回音,这是声音的反射现象
分层提分
题组A 基础过关练
一、单选题
1.如图所示是水波遇到小孔后的图像,图中每两条实线间的距离表示一个波长,其中正确的图像是()A.B.
C.D.
2.发波水槽中产生一列水波,用一支圆珠笔插入水中,如图所示,笔对波的传播()
A.有影响,水波发生明显衍射现象
B.有影响,水波不发生明显衍射现象
C.无影响,水波发生明显衍射现象
D.无影响,水波不发生明显衍射现象
3.如图,是观察水面波衍射的实验装置,AC和BD是两块挡板,AB是一个孔,O是波源,图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长,相邻波纹间距离与AB间距相等。下列说法正确的是()
A.水面波经过孔后波速减小
B.水面波经过孔后波纹间距离可能变大
C.若波源频率增大,衍射现象更明显
D.如果将孔扩大,可能观察不到明显的衍射现象
4.如图所示,圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰,下列说法正确的是()
A.水波只要进入∠CAE和∠DBF区域就叫波的衍射
B.水波只要进入∠CAA′和∠DBB′区域就叫波的衍射
C.水波必须充满∠CAE和∠DBF区域才叫波的衍射
D.水波必须充满∠CAA′和∠DBB′区域才叫波的衍射
5.一列波在传播过程中遇到一个障碍物,发生了一定程度的衍射,一定能使衍射现象更明显的措施是()
A.增大障碍物尺寸,同时增大波的频率
B.增大障碍物尺寸,同时减小波的频率
C.缩小障碍物尺寸,同时增大波的频率
D.缩小障碍物尺寸,同时减小波的频率
【答案】D
6.如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样,由图可知,两列波的波长和频率的大小关系是()
A.λA>λB,f A>f B B.λA<λB,f A<f B
C.λA>λB,f A<f B D.λA<λB,f A>f B
7.古语云:“但闻其声,不见其人”,这一现象是声波的
A.反射B.折射C.干涉D.衍射
8.下列说法中错误的是()
A.衍射是一切波特有的现象
B.障碍物或孔越小越易产生衍射
C.在空旷的山谷里叫喊,可以听到回音,这是声波的衍射现象