高二物理【波的反射、折射和衍射】
第3节波的反射、折射和衍射
水波通过桥洞时发生衍射
无线电波绕过高大建筑物
日晕----光的衍射
光波和声波谁更容易发生明显衍射现象？ 声波波长：1.7cm-----17m 光波波长：0.4um-----0.7um
三、波的衍射
3.说明：
①衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射 现象。 ②衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的 差异。 ③障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能 否发生的条件，仅是发生明显衍射的条件。 ④一般情况下，波长较大的波容易产生明显的 衍射现象。
法线
i i'
平面
注意：
（1）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。
（2）波遇到两种介质界面时，总存在反射。
一、波的反射
4、应用：
（1）回声： 声波的反射现象
人耳只能分开相差0.1s以上的声音
（2）夏日的雷声轰鸣不绝： 声波在云层界面多次反射．
二、波的折射
1、定义：
Hale Waihona Puke （同初中光的折射）波从一种介质进入另一种介质时，波的传
例：以下关于波的衍射的说法中正确的是（ C） A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现 象
B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象 很明显
C．当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显 D．只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才 会发生明显的衍射现象
小结
波 定义：波遇障碍物返回继续传播叫波的反射。
λ
?
d
波绕过障碍物区域多
λ
?
d
波绕过障碍物区域少
衍射现象明显
衍射现象不明显
λ ?d
波长λ一定的水波通过宽度d不同的狭缝后的衍射图样 不明显
高中物理选择性必修一第3节 波的反射、折射和衍射
第3节波的反射、折射和衍射核心素养物理观念科学思维1.知道波传播到两种介质交界面时会发生反射、折射现象。
2.了解波的衍射现象和衍射图样，知道波发生明显衍射现象的条件。
3.知道衍射是波特有的现象。
通过发波水槽实验探究水波发生明显衍射现象的条件。
知识点一波的反射、波的折射1.波的反射(1)波的反射：波传播过程中遇到介质界面会返回原介质继续传播的现象。
(2)反射波的波长、波速、频率跟入射波的相同。
(3)波的反射定律：反射线、入射线和法线在同一平面内，反射线和入射线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。
如图所示。
2.波的折射(1)波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。
(2)波的折射中，波的频率不变，波速和波长发生改变。
[思考判断](1)波向前传播在两介质的界面上要么发生反射，要么发生折射，二者不会同时发生。
(×)(2)波发生反射时波的频率不变，波速变小，波长变短。
(×)(3)波发生折射时波的频率不变，但波长、波速发生变化。
(√)反射波的波长、频率、波速与入射的相关量相同吗？提示反射波与入射波在同一介质中传播，介质决定波速，因此波速不变，波的频率是由波源决定的，因此，波的频率也不改变，由此我们可知波长也不改变。
即反射波的波长、频率、波速都跟入射波的相关量相同。
折射现象中，波长、波速、频率都变化吗？提示在波的折射现象中，波的频率不改变。
波速和波长都发生变化。
知识点二波的衍射[观图助学]1.定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象。
2.实验现象(1)实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝。
(2)现象：狭缝宽度比波长大得多，波的传播如同光沿直线传播一样，在挡板后面产生“阴影区”；在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小时，水波可以绕到挡板后面继续传播。
3.发生明显衍射现象的条件缝、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。
[思考判断](1)一切波遇到障碍物都会发生衍射现象。
3.3 波的反射、折射和衍射 教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性
3.3 波的反射、折射和衍射教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册一、教学内容分析本节课的主要教学内容是波的反射、折射和衍射。
这部分内容在物理人教版（2019）选择性必修第一册的第3章第3节。
具体包括以下几个方面：1. 波的反射：介绍波遇到障碍物时的反射现象，以及反射波与入射波的波长、振幅和相位的关系。
2. 波的折射：讲解波从一种介质传播到另一种介质时发生的折射现象，以及折射波与入射波的波长、振幅和相位的关系。
3. 波的衍射：介绍波遇到障碍物时发生的衍射现象，以及衍射波与入射波的波长、振幅和相位的关系。
这部分内容与学生已有知识联系紧密。
学生在初中阶段已经学习了波的基本概念和性质，本节课将在此基础上进一步深入研究波的传播规律。
此外，波的反射、折射和衍射现象在日常生活中非常常见，学生通过观察和体验，可以更好地理解和掌握这些概念。
二、核心素养目标本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与价值观等方面。
具体目标如下：1. 物理观念：使学生理解波的反射、折射和衍射是波动现象的基本特征，建立起波动观念，为后续学习电磁波等知识打下基础。
2. 科学思维：通过分析波的反射、折射和衍射现象，培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力，提高学生的科学思维水平。
3. 科学探究：引导学生通过实验观察波的反射、折射和衍射现象，培养学生的实验操作能力和科学探究能力。
4. 科学态度与价值观：使学生认识到物理知识在生活中的应用，培养学生的科学态度和正确的世界观。
三、教学难点与重点1. 教学重点本节课的核心内容是波的反射、折射和衍射。
教师需要有针对性地进行讲解和强调以下几个重点：（1）波的反射：重点讲解波遇到障碍物时的反射现象，以及反射波与入射波的波长、振幅和相位的关系。
通过举例说明，如水面上的波遇到岸边时的反射现象，帮助学生理解反射波的性质。
（2）波的折射：重点讲解波从一种介质传播到另一种介质时发生的折射现象，以及折射波与入射波的波长、振幅和相位的关系。
波的反射、折射和衍射(解析版)
第3节波的反射、折射和衍射一、生活中的波的反射、折射和衍射现象1．下列现象属于波的衍射现象的是（）A．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声B．只闻其声，不见其人C．余音绕梁，三日而不绝D．夏日的雷声有时轰鸣不绝【答案】B【详解】A．空旷的山谷里叫喊，可以听到回声，这是声波的反射现象，故A错误；B．波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象叫做波的衍射，“只闻其声，不见其人”是声波的衍射现象。
故B正确；C．“余音绕梁，三日而不绝”，是声波的反射，故C错误；D．雷声有时轰鸣不绝，也是声波的反射，故D错误。
故选B。
2．站在墙外的人可以听到墙的另一侧有人谈话，但看不到谈话人，这是因为（）A．声波能发生衍射，而光波根本不能衍射B．声波是纵波容易发生衍射，而光波是横波不容易发生衍射C．声波的波速较小易于衍射，而光波的波速大难于衍射D．声波的波长较长衍射现象明显，而光波的波长非常短衍射现象不明显【答案】D【详解】衍射是所有波特有的现象；站在墙外的人可以听到墙的另一侧有人谈话，但看不到谈话人，这是因为声波的波长较长衍射现象明显，而光波的波长非常短衍射现象不明显。
故选D。
二、波的衍射3．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【答案】B【详解】根据衍射定义，水波进入阴影以外两侧的区域叫做波的衍射，不一定非得绕到障碍物后面的每一点。
故选B。
4．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，要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．无论怎样拍打，A都能振动起来B．无论怎样拍打，A都不会振动起来C．降低拍打水面的频率D．提高拍打水面的频率【答案】C【详解】要使树叶振动起来，需要波衍射到树叶处，因为障碍物的尺寸较大，所以要增加水面波的波长才能较好发生衍射，故可降低拍打水面的频率，故选C。
2024年高中物理新教材讲义：波的反射、折射和衍射
3波的反射、折射和衍射[学习目标] 1.了解波的反射和折射现象，知道波的反射和折射规律(难点)。
2.知道波的衍射现象和波发生明显衍射的条件(重点)。
一、波的反射和折射1．波的反射(1)反射现象：波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象。
(2)反射规律：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。
2．波的折射(1)波的折射：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生折射。
(2)水波的折射：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。
1．在波的反射和折射现象中，反射波与入射波、折射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？答案在波的反射和折射现象中，反射波和入射波的频率都与波源的频率相同；反射现象是在同种介质中传播，波速相同，由v＝λf可知，波长也相同，而折射现象是在不同介质中传播，波速不同，波长也不同。
2．波在发生折射过程中，方向一定改变吗？答案不一定，如果入射波垂直于交界面时，传播方向保持不变。
波的反射和折射中各物理量的变化(1)波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的。
(2)波速是由介质决定的，波反射时是在同一均匀介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变。
(3)波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝vf可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝vf可知波长变长，反之变短。
例1一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2m。
当该声波从介质Ⅰ中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6m ，如图所示，若介质Ⅰ中的声速是340m/s 。
(1)求该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；(2)求该声波在介质Ⅱ中传播的速度；(3)若另一种声波在介质Ⅱ中的传播速度为1400m/s ，按图中的方向从介质Ⅰ射入介质Ⅱ中，求它在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的频率之比。
高中物理选修3-4波的反射和折射、波的衍射
波的反射和折射、波的衍射一、教学目标1、知道什么是波的衍射现象。
2、知道波发生明显衍射现象的条件。
3．知道衍射是波的特有现象。
二、教学重点：波发生明显衍射现象的条件。
三、教学方法：实验演示四、教具：水波槽、两块挡板、五、教学过程：（一）引入新课大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，这是什么原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。
（二）进行新课波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。
【板书】1、波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。
大家想一想，你见过的哪些现象是波的衍射现象？答：在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物，会绕过它们继续传播。
下面我们用水波槽和小挡板来做实验，请大家认真观察。
现象：水波绕过小挡板继续传播。
将小挡板换成长挡板，重新做实验。
现想：水波不能绕到长挡板的背后传播。
这个现象说明发生衍生的条件与障碍物的大小有关。
下面通过实验研究发生明显衍射现象的条件。
【演示】在水波槽里放两快小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。
（1）保持水波的波长不变，该变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。
观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。
水波绕到挡板后面继续传播。
（参见课本图10-26甲）在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”。
（参见课本图10-26乙）（2）保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。
可以看到：在窄缝不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显。
将课本图10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，它们是做衍射实验时拍下的照片。
甲中波长是窄缝宽度的3/10，乙中波长是窄缝宽度的5/10，丙中波长是窄缝宽度的7/10。
12-5波的反射、折射、衍射
. . . . . . . . .
平面波波面
障碍物
平面波
三、发生明显衍射现象的条件
现象： 1.窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象 2.窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显 3.窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传 播，观察不到衍射现象
解释“闻其声不见其人”“隔墙有耳”：
声波的波长（1.7cm～17m）：可以和一般的 障碍物的尺寸相比 光波的波长(0.4μm~0.8μm)：跟一般的障碍物 的尺寸相比非常小 通常情况下看不到光的衍射现象，光沿直线传 播
课堂小结
1.衍射是波特有的现象,一切波都会产生衍射现象 2.衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异 3.障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发 生的条件,仅是发生明显衍射的条件 4.一般情况下波长较大的波容易产生显著的衍射 现象 5. 当孔的尺寸远小于波长时,尽管衍射十分突出, 但由于能量的减弱,衍射现象不容易观察到
课堂练习
以下关于波的衍射的说法，正确的是（ B ）
A、波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射 现象 B、当孔的尺寸比波长小，衍射现象明显 C、当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现 象很明显 D、只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时， 才会发生明显的衍射现象
课堂练习
在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振 子振动的频率是5Hz，水波在水槽中的传播速
荷兰物理学家 惠更斯
二 、惠更斯原理
用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面（子 波波面的包络面）
t +Δt 时刻的波面
vΔt
.........
子波波源
3.3 波的反射、折射和衍射(教学设计)高二物理同步备课系列(人教版2019选择性必修第一册)
科目
授课时间节次
--年—月—日（星期——）第—节
指导教师
授课班级、授课课时
授课题目
（包括教材及章节名称）
3.3波的反射、折射和衍射（教学设计）高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第一册）
教学内容
本节课的教学内容来自于人教版2019选择性必修第一册，是高二物理同步备课系列的第3.3节“波的反射、折射和衍射”。在这一部分中，我们将学习到波在传播过程中遇到不同介质时发生的反射、折射和衍射现象，以及这些现象背后的物理原理。
3.实验操作能力有限：波的反射、折射和衍射的学习需要通过实验来观察和理解现象。如果学生的实验操作能力有限，可能会影响对现象的理解和掌握。
4.缺乏探究精神：波的反射、折射和衍射的学习需要学生具备一定的探究精神，通过实验和观察来探索现象背后的物理原理。如果学生缺乏探究精神，可能会影响学习效果。
5.学习习惯和态度：学生的学习习惯和态度也会影响学习效果。如果学生能够认真听讲、积极参与讨论和实验，那么学习效果会更好。反之，如果学生学习态度不端正，可能会影响学习效果。
6.项目导向学习（5分钟）
教师设计一个与波的反射、折射和衍射相关的项目，让学生通过团队合作来完成。项目将包括实验设计、数据分析、报告撰写等环节，以培养学生的实践能力和团队合作能力。
7.总结与反思（5分钟）
教师带领学生回顾本节课所学内容，强调重点和难点。学生进行自我反思，分享自己的学习心得和体会。
8.布置作业生了解声波在实际生活中的重要作用。
4.量子力学与波动方程：介绍量子力学的基本概念，以及波动方程在量子力学中的应用，让学生了解波动方程在现代物理学中的重要性。
3.3 波的反射、折射和衍射(教案)
3.3 波的反射、折射和衍射问题一：如图甲所示，我们在山中对着山谷大声喊“你好……”时，会听到“连绵不断”的“你好……”的回声；如图乙所示，在空旷的大房间里大声说话时，会听到“嗡嗡”的回声，导致不容易听清声音，这些属于波的什么现象？答：甲图是声波在峭壁上反射的结果，乙图是声波在墙壁上反射的结果，都是声波的反射现象一、波的反射1、定义：波遇到障碍物会返回来继续传播的现象2、入射角（i）和反射角（i＇）：（1）入射角：入射波的波线与平面法线的夹角i（2）反射角：反射波的波线与平面法线的夹角i＇3、反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。
注意：（1）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同（2）波遇到两种介质界面时，总存在反射4、应用：（1）回声测距：①．当声源不动时，声波遇到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的传播速度相同，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·t2②．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，声源发声时障碍物到声源的距离为s =（v声+ v）·t2③．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，声源发声时障碍物到声源的距离为s =（v声- v）·t2（2）超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来，蝙蝠、海豚就是根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向的.【例1】某物体发出的声音在空气中的波长为1m，波速为340m/s，在海水中的波长为4.5m，（1）该波的频率为 Hz，在海水中的波速为 m/s（2）若物体在海面上发出的声音经0.5s听到回声，则海水深为多少？（3）若物体以5m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声？解析：（1）由f = vλ = 3401= 340Hz，因波的频率不变，则在海水中的波速为：v海 =λf = 4.5×340 m/s = 1530m/s （2）入射声波和反射声波用时相同，则海水深为：s = v海·t2= 1530×0.52m = 382.5m（3）物体与声音运动的过程示意图如图所示，设听到回声时间为t，则：v物t + v海t = 2s => t = 0.498s问题2：墙壁的传音性比空气好得多，但把门窗关闭后，外面传入室内的声音却会明显地减弱，这是为什么？答：声波原来在空气中传播，如果没有障碍物，能直接传到室内，当把门窗关闭后，声波遇到墙壁和门窗，在界面上发生反射和折射现象，只有折射进入墙壁和门窗的声波才能进入室内，虽然墙壁和门窗的传音性能好但反射性能也好，所以大部分声波被反射回去，外面传入室内的声音就显著地减弱了。
波的反射、折射和衍射+示范教案
波的反射、折射和衍射教学目标(1)通过实验认识波的反射、折射和衍射现象。
(2)通过用射线解释反射、折射现象，认识波动中建构物理模型的方法。
(3)知道波的衍射现象和波产生明显衍射现象的条件。
教学重难点教学重点(1)通过观察实验，认识波的反射、折射和衍射现象。
(2)产生明显衍射现象的条件。
教学难点(1)波的衍射的理解。
(2)波的衍射与波沿直线传播的区别。
教学准备多媒体课件教学过程新课引入我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时会发生反射。
如夏日的雷声轰鸣不绝，就是声波在云层界面多次反射造成的。
对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，就是声波在峭壁上反射的结果。
教师设问：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？讲授新课一、波的反射我们可以通过实验来研究水波的反射规律。
演示：水波的反射如图甲，在发波水槽一端有一平板振动发生器，振动发生器在水槽中能够产生水波。
在水槽中斜向放置一个挡板，观察水波在传播过程中发生的现象。
实验结果表明，当水波遇到挡板时会发生反射。
如果用一条射线代表水波的入射方向，用另一条射线代表水波的反射方向，我们发现水波的反射与初中学过的光的反射遵循同样的规律。
定义：波在传播的过程中，遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象叫作波的反射。
规律：(1)反射光线、法线和入射光线在同一平面内，反射线与入射线分局法线两侧，反射角等于入射角。
(2)由于在同种介质中波的速度不变，频率不变，根据v=λf可知波长λ不变。
二、波的折射机械波会发生折射吗？理论和实验证明，一切波都会发生折射现象。
观察水波的折射视频：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。
如果用一条射线代表水波的入射方向，用另一条射线代表水波的折射方向，可以更清晰地看出水波的折射现象。
三、波的衍射在水塘里，微风激起的水波遇到小石、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播。
在波的前进方向上放一个有孔的屏，可以看到波通过小孔而在屏的后面向各个方向传播。
高二物理教案：衍射与光的折射、反射之间的关系与联系
高二物理教案：衍射与光的折射、反射之间的关系与联系引言：在日常生活中，光线的传播规律基本被忽视。
然而，恰恰正是由于光的折射、反射、干涉、衍射等现象的存在，才赋予了光线更加丰富和神秘的性质。
本文将从衍射、折射、反射三个方面阐述它们之间的关系与联系，希望大家能够更全面、更深入地了解光学原理。
1.衍射与光的折射、反射之间的关系光的衍射是指当光线通过大小相近的孔、缝隙或物体边缘时出现的弯曲与扩散现象。
这种现象与光的折射与反射密切相关。
从理论上讲，只有当光线遇到物体边缘或较小的孔时，才会产生衍射的现象。
光的折射是指光线在从一介质（空气）进入另一介质（玻璃、水等）时，由于介质密度不同，使得光线传播的方向发生改变的现象。
光的折射是基于光在不同介质中传播的速度变化而产生的。
因而，光的折射与介质的折射率、光线入射角、折射角等因素都有关系。
光的反射是指当光线射向一平面反射面时，发生反弹现象的过程。
反射是光的传播过程中最基本的现象之一。
反射型主要与反射面的法线及光线的入射角有关。
如果入射角等于反射角，则被称为镜面反射；反之，若光线在反射面上出现扩散、散射等，则称之为光的散射反射。
衍射、折射与反射三者的关系可简单概述为：光线在经过衍射后，会由于光线的干涉而产生波纹，该波纹类似于折射与反射中的干涉程序。
因此，可以透过衍射现象来理解光的折射与反射原理。
2.衍射与光的折射、反射之间的联系光的衍射、折射与反射乍看之下似乎是三个独立的现象，然而它们之间却有许多联系。
下面简要叙述一下它们之间的联系：（1）光的衍射现象与光的折射、反射的干涉现象本质相同，都可以用光波的性质来描述。
由于光被波动描述，因此它们之间存在类似的波纹和波前现象，可以用Huygens原理来描述。
（2）光的衍射、折射、反射的现象都与介质的光学性质有关。
光的介质折射率的大小和方向都可以影响光线的传播轨迹，从而在反射和折射时出现不同的干涉现象。
同样，在衍射现象中，采用不同的介质或物质，也会有不同的衍射效应，这可以通过衍射实验进行验证。
3.3波的反射、折射和衍射(教学教学设计)高二物理同步高效课堂(人教版2019选择性必修第一册)
1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与波的反射、折射和衍射相关的实际问题。
2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示波的反射、折射和衍射的基本原理。
3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。
四、学生小组讨论（用时10分钟）
3.科学交流：在课堂上，学生将积极参与讨论，表达自己的观点和理解，学会与他人合作交流，提高科学交流能力。
4.科学态度：通过本节课的学习，学生将能够理解波的反射、折射和衍射现象在科学技术中的应用，培养对物理学的兴趣和好奇心，树立科学态度和价值观。
重点难点及解决办法
重点：
1.波的反射、折射和衍射现象的理解和应用。
2.反射定律、折射定律的掌握和运用。
3.波的干涉、衍射条件的理解和判断。
难点：
1.波的衍射现象的理解和观测。
2.折射定律在不同介质中的运用和计算。
3.波的干涉与衍射的实验操作和数据分析。
解决办法：
1.针对波的反射、折射和衍射现象的理解，通过实验演示和动画演示，让学生直观地观察和理解这些现象。
2.对于反射定律和折射定律的掌握，通过示例问题和练习题，让学生反复练习和应用，加深理解和记忆。
五、总结回顾（用时5分钟）
今天的学习，我们了解了波的反射、折射和衍射的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对波的反射、折射和衍射的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。
拓展与延伸
1.拓展阅读材料：
为了让学生更深入地了解波的反射、折射和衍射的相关知识，可以提供以下拓展阅读材料：
高中人教物理选择性必修一第3章第2节 波的反射、折射和衍射
D.只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时,才会发生明显的衍射现
象
答案:C
解析:凡是波都能发生衍射现象,不过有时衍射现象明显,有时衍射
现象不明显。只有当缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比
波长更小时,才能发生明显的衍射现象。
问题一
问题二
问题三
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2.对于波长为100 m的声波,下列说法正确的是(
认为波沿直线传播,故Ⅰ区内水面无波形,故选项A、C、D不正确;
该波的波长与小孔B差不多,能够发生明显的衍射,故在阴影区Ⅱ、
Ⅲ之内明显存在衍射波的波形,故选项B正确。
问题一
问题二
问题三
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1.以下关于波的衍射的说法正确的是(
)
A.波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象
B.当障碍物的尺寸比波长大得多时,衍射现象很明显
反射特点,考查匀速直线运动规律的应用。
(2)利用声波的反射测量距离、速度是此类问题的重 点,应利用
声波的直线传播和反射定律作出声波传播的示意图,再结合几何关
系求解。
问题一
问题二
问题三
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变式训练1当一个探险者进入一个山谷后,为了估测出山谷的宽
度,他吼一声后,经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音,又经过1.5
问题二
问题三
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3.超声波定位
蝙蝠、海豚能发出超声波,超声波遇到障碍物或捕食目标时会被
反射回来。蝙蝠、海豚就是根据接收到反射回来的超声波来确定
障碍物或食物的位置,从而确定飞行或游动方向。
波在同一种均匀介质中传播时波速不变。
问题一
问题二
问题三
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3．波的反射、折射和衍射学习目标：1.知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件．2.知道波发生反射现象时，反射角等于入射角．掌握入射角与折射角关系．3.了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系．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．反射角和入射角(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．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．三、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．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)入射波的波线与界面的夹角叫入射角．(×)(2)入射波的波长和反射波的波长相等．(√)(3)孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象．(×)(4)衍射是波的特有现象．(√)2．(多选)下列说法正确的是()A．波发生反射时波的频率不变，波速变小，波长变短B．波发生反射时频率、波长、波速均不变C．波发生折射时的频率不变，但波长、波速发生变化D．波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化BC[波发生反射时因介质未变，故频率、波长、波速均不变；波发生折射时因波源不变而介质变，故频率不变，波长和波速均发生变化．B、C两项正确．] 3．(多选)一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，以下哪种情况可以使衍射现象更明显()A．增大障碍物的尺寸B．减小波的频率C．缩小障碍物的尺寸D．增大波的频率BC[波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v＝λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大．而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，要使衍射现象变得明显，可以通过缩小障碍物的尺寸，同时增大波长即减小波的频率来实现，BC选项正确．]波的反射和折射(a)(b)如图(a)在水槽中，点波源所发出的圆形水波遇直线界面反射后的波形仍为同心圆形．图(b)为圆形波反射的示意图．请举例说明生活中波的反射现象．提示：①回声是声波的反射现象，原因是：对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会被反射回来继续传播．②夏日的雷声轰鸣不绝，原因是：声波在云层界面多次反射．③在空房间里讲话声音更响亮，原因是：声波在房间里遇到墙壁、地面或天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳．人耳只能区分相差0.1 s以上的声音，所以人在房间里讲话感觉声音比在空旷处大．如果房间里有幔帐、地毯、衣物等，它们会吸收声波，从而使声音减弱．理量也会相应发生变化，比较如下：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不变改变名师点睛：(1)频率(f)由波源决定：故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率相等，即波源的振动频率相同．(2)波速(v)由介质决定：故反射波与入射波在同一介质中传播，波速不变，折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化．(3)据v＝λf知，波长λ与波速和频率有关．反射波与入射波，频率同、波速同，故波长相同，折射波与入射波在不同介质中传播，频率同，波速不同，故波长不同．【例1】甲、乙两人站在一堵墙前面，两人相距2a，距墙均为3a.当甲开了一枪后，乙在t时间后听到第一声枪响，则乙在什么时候能听到第二声枪响()A．听不到B．甲开枪后3t时间C．甲开枪后2t时间D．甲开枪后3＋72t时间思路点拨：根据反射定律画出声波传播的示意图，再用速度公式求时间．C[乙听到的第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳中，故t＝2a v.甲、乙二人及墙的位置如图所示，乙听到的第二声枪响必然是经墙反射传来的枪声，由反射定律可知，波线如图中AC和CB，由几何关系可得AC＝CB＝2a，故第二声枪响传到乙耳中的时间为t′＝AC＋CBv＝4a v＝2t.]波的反射应用技巧——回声测距利用回声测距是波的反射的一个重要应用，它的特点是声源正对障碍物，声源发出的声波与回声在同一条直线上传播．(1)若是一般情况下的反射，反射波和入射波是遵从反射定律的，可用反射定律作图后再求解．(2)利用回声测距时，要特别注意声源是否运动，若声源运动，声源发出的原声至障碍物再返回至声源的这段时间与声源的运动时间相同．(3)解决波的反射问题，关键是根据物理情景规范作出几何图形，然后利用几何知识结合物理规律进行解题．[跟进训练]1．某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为340 m/s，在海水中的波长为4.5 m.(1)该波的频率为________Hz，在海水中的波速为________ m/s.(2)若物体在海面上发出的声音经过0.5 s听到回声，则海水深为多少？(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声？[解析](1)由f＝vλ得f＝3401Hz＝340 Hz，因波的频率不变，则在海水中的波速为v海＝λ′f＝4.5×340 m/s＝1 530 m/s.(2)入射声波和反射声波用时相同，则海水深为h＝v海t2＝1 530×0.52m＝382.5 m.(3)物体与声音运动的过程示意图如图所示，设听到回声的时间为t′，则v物t′＋v海t′＝2h代入数据解得t′＝0.498 s.[答案](1)340 1 530(2)382.5 m(3)0.498 s波的衍射声波能绕过障碍物到达后面，衍射声波有什么特点？水波能到达挡板的后面，衍射水波有什么特点？提示：衍射波与原波具有相同的频率，传播过程中波形没变．(1)水波遇到障碍物的情况当障碍物较小时发现波绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样．如图甲所示，衍射现象明显．甲乙(2)水波遇到小孔的情况当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波．如图乙所示，衍射现象明显．(3)产生明显衍射的条件产生明显衍射现象，必须具备一定的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多．名师点睛：障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般情况下，波长较大的波容易发生明显衍射现象．2．波的衍射现象分析波传到小孔(或障碍物)时，小孔(或障碍物)仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波(称为子波)，在孔后传播，于是就出现了偏离直线传播的衍射现象．波的直线传播是衍射不明显时的近似情形．【例2】(多选)如图所示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，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是()A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象ABC[从题图中可以看出，孔的大小与波长相差不多，故能够发生明显的衍射现象，选项A正确；由于在同一均匀介质中，波的传播速度没有变化，又因为波的频率是一定的，又根据λ＝v可得波长λ没有变化，选项B正确；当将f孔扩大后，孔的宽度和波长有可能不满足发生明显衍射的条件，选项C正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，则波长减小，孔的宽度将比波长大，孔的宽度和波长有可能不满足发生明显衍射现象的条件，选项D错误．]衍射现象的两点提醒(1)障碍物的尺寸的大小不是发生衍射的条件，而是发生明显衍射的条件，波长越大越易发生明显衍射现象．(2)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射．[跟进训练]2．(多选)如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动．为使A处水也能发生振动，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．移动N使狭缝的距离增大D．移动N使狭缝的距离减小BD[要使A处水发生振动，应使波的衍射现象更明显，而波能发生明显衍射的条件是狭缝的宽度跟波长相差不多或者比波长更小．因此可将狭缝变小，或将波长变大，而减小波源的频率可以使波长变大，故B、D正确．]1．下列现象或事实属于衍射现象的是()A．风从窗户吹进来B．雪堆积在背风的屋后C．水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块，小石块对波的传播没有影响D．晚上看到水中月亮的倒影C[波可以绕过障碍物继续传播的现象称为波的衍射．C与衍射现象相符．] 2．如图所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图像，从图像可知()A．B侧波是衍射波B．A侧波速与B侧波速相等C．减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D．增大挡板间距离，衍射现象将更明显B[小孔相当于衍射波的波源，A侧波是衍射波，A错误；在同一种介质中，波速相等，故B正确；根据波速、波长和频率的关系式v＝λf，由于波速和频率不变，故波长不变，故C错误；在波长无法改变的情况下减小挡板间距会使衍射现象更明显，故D错误．]3．图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()A．2与1的波长、频率相等，波速不等B．2与1的波速、频率相等，波长不等C．3与1的波速、频率、波长均相等D．3与1的频率相等，波速、波长均不等D[波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率不变，故选项A、B错误；波发生折射时，频率不变，波速变，波长变，故选项C错误，选项D正确．]4．(多选)关于波的反射，下列说法正确的是()A．波在反射前后，仍在同种介质中传播B．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短C．波发生反射时，波的频率、波长、波速均不变D．波发生反射时，反射角始终等于入射角ACD[波的反射是波在介质界面上反射回同一种介质中继续传播的现象；由于传播介质不变，所以波速、频率、波长均不变．由反射定律知，反射角等于入射角．故A、C、D正确．]。