第3节波的反射、折射和衍射
高中物理第三章机械波第3节波的反射折射和衍射课件新人教版选择性必修第一册
特有的现象。
判一判 (1)波向前传播，在两介质的界面上可能同时发生反射和折射。( √ ) (2)波发生折射时波的频率不变，但波长、波速发生变化。( √ ) (3)只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时，才会发生衍射现 象。( × ) (4)当小孔大小一定时，波的频率越大，衍射现象越明显。( × )
A．10 cm C．5 cm 答案 D
B．7 cm D．小于或等于 1 cm
解析 水波槽中激发的水波波长为 λ＝vT＝0.05×0.2 m＝0.01 m＝1 cm。要发生明显衍射现象，应使孔的尺寸比波长短或者跟波长差不多，故选 D。
3．(波的衍射)在空旷的广场上有一堵较高大的墙 MN，墙的一侧 O 点 有一个正在播放男女声合唱歌曲的声源。某人从图中 A 点走到墙后的 B 点， 在此过程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到( )
A．声音变响，男声比女声更响 B．声音变响，女声比男声更响 C．声音变弱，男声比女声更弱 D．声音变弱，女声比男声更弱
答案 Dபைடு நூலகம்
解析 从 A 点走到墙后的 B 点，会听到声音变弱，男女声音由于频率的 高低不同，才有音调高低的不同，女声比男声音调高，频率高，波长短，所 以衍射更不明显，会听到女声比男声更弱，D 正确。
规律点拨
波的反射和折射的比较
现象 比较项
波的反射
波的折射
传播方向 频率 f
改变，θ 反＝θ 入 改变，θ 折≠θ 入(非垂直入射)
不变
不变
波速 v
不变
改变
波长 λ
不变
改变
[变式训练1] 一列声波在第一种均匀介质中的波长为 λ1，在第二种均 匀介质中的波长为 λ2，若 λ1＝2λ2，则该声波在两种介质中的频率之比和波 速之比分别为( )
2024年人教版高中物理选择性必修第一册第三章机械波第3节波的反射、折射和衍射
3.波的反射、折射和衍射课标·定向 素养·导引1.知道波的反射和折射现象。
2.通过实验,了解波的衍射现象 物理观念通过对波的反射、折射和衍射现象的了解和掌握,知道产生这些现象的原因及其规律 科学思维 1.通过实验观察波的各种现象的产生过程,从而分析现象产生的条件。
2.能够根据波的反射、折射和衍射的特点,分析波在传播过程中遇到障碍物时所发生的现象【情境引入】蝙蝠在飞行的时候,喉内能够产生超声波,超声波通过口腔发射出来。
当超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时,蝙蝠能够用耳朵接收,并能判断探测目标是昆虫还是障碍物,以及距离它有多远。
人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式,叫作“回声定位”。
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?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。
二、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,一切波都会发生折射现象。
2.水波的折射:水波在深度不同的水域传播时,在交界处将发生折射。
三、波的衍射1.波绕过障碍物继续传播的现象。
2.发生明显衍射的条件:障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小。
3.一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象。
思考室内的人隔着墙能听到室外的谈话声,而看不见谈话的人,这是为什么?提示:室内的人隔着墙能听到室外的谈话声,而看不见谈话的人,是由于声波波长较长,能够绕过障碍物发生衍射,而光波的波长短,不容易发生衍射,所以有“闻其声不见其人”的现象,与波的种类等无关。
【质疑辨析】(1)水波的反射与初中学过的光的反射遵循同样的规律。
(√)(2)一切波都会发生折射现象。
(√)(3)波在发生折射后,其频率和波速都不发生变化。
高中人教物理选择性必修一第3章第3节 波的反射、折射和衍射课件
人教版 选择性必修1
新知导入
我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍 物时会发生反射。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。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?
新知讲解 一、波的反射
当波传播到两种介质的分界面时，一部分返回来继续传播的现象。
课堂总结
波 射的 、反 衍射 射、
折
反射 折射 衍射
反射定律 折射定律 发生明显衍射的条件
板书设计
波 射的 、反 衍射 射、
折
反射 折射 衍射
反射定律 折射定律 发生明显衍射的条件
作业布置
课后练习和同步练习
居法线两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一 法线
种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比。
i
sin i v1 sin r v2
波发生折射的原因：是波在不同
介质I
介质中的速度不同
介质II
1.当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线。
界面
r
n12
v1 v2
2.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线。 3.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例。 4.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变。
新知讲解 三 、波的衍射
衍射的实质：振动 的形式和能量传到障碍 物后方的阴影区域中。
波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。
1.一切波都能发生衍射
2.衍射是波特有的现象
新知讲解
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。
新知讲解 波的反射现象．
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。
第三章3波的反射、折射和衍射
第三章 3 波的反射、折射和衍射问题？我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时会发生反射。
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。
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？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 3.3-1 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。
如图3.3-1乙，当水波遇到挡板时会发生反射（reflection）。
如果用一条射线代表水波的入射方向（入射线），用另一条射线代表水波的反射方向（反射线），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。
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。
图 3.3-1 水波的反射甲乙波的折射我们知道光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，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。
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（refraction），如图3.3-2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。
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。
波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射（diffraction）。
波在什么条件下能够发生明显的衍射现象？演示水波的衍射在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况（图 3.3-3 甲）。
保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化（图 3.3-3 乙）。
通过实验可以看到，在狭缝宽度比波长大得多的情况下，波的传播如同光沿直线传播一样，在挡板后面产生“阴影区”，如图3.3-3 甲所示；在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小的情况下，发生明显的衍射现象，水波可以绕到挡板后面继续传播，如图3.3-3 乙所示。
第03讲波的反射折射和衍射-高二物理讲义(人教2019选择性必修一)
第03讲 波的反射、折射和衍射课程标准课标解读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．1．通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征． 2．知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件．3．知道衍射现象是波特有的现象.知识点01 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．【即学即练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 ＝v λ得f ＝3401 Hz ＝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t 2＝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.知识精讲【答案】 (1)340 1 530 (2)382.5 m (3)0.498 s知识点02 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． 3．波的折射(1)折射角(γ)：折射波的波线与两介质界面法线的夹角γ叫做折射角．如图所示．(2)折射定律：入射波线、法线、折射波线在同一平面内，入射波线与折射波线分居在法线两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比，即sin i sin γ＝v 1v 2.4．波的反射与折射的对比波现象 比较项目 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(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，即波源的振动频率相同． (2)波速v 由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化．(3)据v ＝λf 知，波长λ与v 及f 有关，即与介质及波源有关，反射波与入射波在同一介质中传播、频率相同，故波长相同．折射波与入射波在不同介质中传播，f 相同，v 不同，故λ不同．【即学即练2】下列说法正确的是( ) A ．入射波的波长和反射波的波长相等 B ．入射波的波长大于折射波的波长 C ．入射波的波长小于折射波的波长 D ．入射角与折射角之比等于两波速之比【解析】 在同一介质中波长、波速是一定的，故选项A 正确；介质不确定时，入射波和折射波的波长大小关系无法确定，选项B 、C 错误；入射角的正弦与折射角的正弦之比，才等于两介质中的波速之比，选项D错误．【答案】 A知识点03 波的衍射及其特点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。
3.3波的反射、折射和衍射-教案.doc
波的反射、折射和衍射核心素养1．知道什么是波的反射现象，什么是波的折射现象，什么是波的衍射现象。
2．掌握波的反射规律和折射规律。
3．掌握波发生明显衍射的条件。
4．知道衍射现象是波特有的现象。
教学重点1．波的反射规律和折射规律。
2．波发生明显衍射的条件。
教学难点波发生明显衍射的条件。
教学过程一、复习提问、新课导入教师：前几节课我们学习了机械波的形成过程以及机械波的描述方法，今后几节课我们将要学习波的一些特有现象：波的反射和折射，波的衍射，波的干涉。
这些现象是波动形式的共同特征，也是学好以后知识的基础。
教师出示幻灯片展示蝙蝠的“眼睛”和雷达的相关资料，引出波的反射。
二、新课教学（一）波的反射1．波的反射：波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射。
1 / 6观看回音壁的相关视频。
思考讨论并回答：同学们在日常生活中看到或听到的哪些现象是属于波的反射现象？（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）在空房间里讲话感觉声音响。
原因是：声波在普通房间里遇到墙壁，地面，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。
人耳只能分开相差0.1s以上的声音。
所以，人在房间里讲话感觉声音比在野外大，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的声响效果。
（4）水波传到岸边也会发生反射现象。
下面我们通过水波的反射来研究波的反射特点。
【演示】在水波槽的装置中，把一根金属丝固定在振动片上，当金属片振动时，金属丝周期性的触动水面，形成波源，在水面上从波源发出一列圆形波。
将实验现象用投影仪投影在屏幕上。
实验现象：（1）水面上形成一列圆形波。
（2）画面上的圆形是朝各个方向传播的波峰波谷。
教师阐述一下概念：（1）波面：朝各个方向传播的波峰或波谷是在同一时刻构成的，叫做波面。
（2）波线：与各个波面垂直的线用来表示波的传播方向，叫做波线。
第三章 3 《波的反射、折射和衍射》课件ppt
为s= v 声2 。
(2)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) 2
。
(3)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s=(v声-v) 2 。
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。
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
解析 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。
答案 BC
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
高墙时,会被反射回来继续传播。
[知识归纳]
1.波的反射
波遇到障碍物会返回原介质继续传播的现象。反射波的波长、频率和波
速都跟入射波相同。
2.回声测距
(1)当声源不动时,声波遇到了静止障碍物会返回来继续传播,由于反射波
与入射波在同一介质中传播速度相同,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
邻的波峰、波谷,A是挡板,B是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于
(
)
A.整个区域
B.阴影Ⅰ以外区域
C.阴影Ⅱ以外区域
D.阴影Ⅲ以外区域
解析 由题图中可直观看出,半波长为实虚两圆半径之差,且可看出挡板A的
尺寸比波长大得多,而小孔B与波长长度差不多。据波发生明显衍射的条
人教版选择性必修第一册波的反射、折射和衍射课件
4.( 多 选 ) 观 察 水 面 波 衍 射 的 实 验 装 置 如 图 所 示，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， 则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是( AB )
A．此时能观察到波明显的衍射现象 B．挡板前后波纹间距离相等 C．如果将孔 AB 扩大，一定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
第20页
解析 波在传播过程中绕过障碍物偏离直线传播的现象称 为波的衍射．根据波的衍射定义易知 A、B 两项错误；听到墙外 人的说话声，是声波的衍射现象，C 项正确；水波前进方向上遇 到凸出在水面上的小石头，小石头对波的传播没有影响，这是水 波的衍射现象，D 项正确．
第21页
3．一列声波在第一种均匀介质中的波长为 λ1，在第二种均
第5页
(多选)下列说法正确的是( BC ) 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，波的频率不变，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 【解析】 波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、 波速和频率均不变；波发生折射时，频率不变，波速变化，波长变 化，故 B、C 两项正确，A、D 两项错误．
答案 2.0×103 m
第25页
解析 如图所示，A 表示爆炸处，O 表示
观测者所在地，h 表示云层下表面的高度．用
t1 表示爆炸声由空气直接传到 O 处所经历的时间，则有 d＝vt1 用 t2 表示爆炸声经云层反射到达 O 处所经历的时间，因为反射
角等于入射角，故有 2 已知 t2－t1＝Δt
高中物理人教版(2019)选必一3.3波的反射、折射和衍射PPT
(1)衍射始终存在，只是有的衍射明显，有的衍射不明显．
(2)衍射和干涉都是波的特有现象，一切波都能发生干涉和
衍射。
【例2】（多选）水波通过小孔，发生了一定程
度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取
BD )
的是 (
A．增大小孔尺寸
B．减小小孔尺寸
C．增大水波频率
D．减小水波频率
【例3】如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块
迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是
。
2．波速是由介质决定的，波反射时是在同一介质中传播，因
此波速
，波折射时是在不同介质中传播，因此波
速
。
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＝ 可知波长
；
在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝ 可知
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)之间的距离表示一个波长，
则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是( ABC )
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，能观察到更明显的
3.3 波的反射、折射和衍射
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
。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。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？
水波的反射实验
一、波的反射、波的折射
1．波的反射
20-21版：3.3 波的反射、折射和衍射（创新设计）
15
课前学习
核心探究
学习小结
@《创新设计》
核心要点
波的衍射现象
[观察探究]
如图所示是一个可观察水波衍射的水波发生槽，振源的频率是可以调节的，槽 中放置两块可移动的挡板形成宽度可调节的小孔，观察水波的传播，也可以在 水槽中放置宽度不同的挡板，观察水波的传播。思考下列问题：
16
课前学习
核心探究
学习小结
21
课前学习
核心探究
学习小结
@《创新设计》
[针对训练2] 如图所示，正中心O点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波 峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于 ( )
A.整个区域 C.阴影Ⅱ以外的区域
B.阴影Ⅰ以外的区域 D.阴影Ⅲ以外的区域
22
课前学习
核心探究
学习小结
@《创新设计》
(1)水波遇到小孔时，会观察到什么现象？依次减小小孔尺寸，观察到的现象有 什么变化？ (2)当水波遇到较大的障碍物时，会观察到什么现象？当障碍物较小时，会观察 到什么现象？ 提示 (1)水波遇到小孔时，水波能穿过小孔，并能到达挡板后面的“阴影区”， 小孔的尺寸减小时，水波到达“阴影区”的现象更加明显。 (2)当水波遇到较大的障碍物时，将会返回，当障碍物较小时，波能继续向前传 播。
@《创新设计》
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
10
课前学习
核心探究
学习小结
@《创新设计》
解析 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，A、 B错误；波发生折射时，频率不变，波速变，波长变，故C错误，D正确。 答案 D
课时3-3 波的反射、折射和衍射
第三章机械波课时3.3 波的反射、折射和衍射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。
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．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．基础过关练题组一对波的反射和折射现象的理解1.以下关于波的认识，不正确的是()A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C.超声雷达的工作原理是利用波的折射D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象2.(多选)关于波的反射与折射，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，波的频率、波长、波速均不变C.波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化D.波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速均发生变化题组二对波的衍射现象的理解3.(多选)下列属于波的衍射现象的是()A.隔墙有耳B.空山不见人，但闻人语响C.余音绕梁，三日而不绝D.夏日雷声轰鸣不绝4.如图甲所示，水波传到两板间的空隙发生了明显的衍射，若不改变小孔的尺寸，只改变挡板的位置或方向，如图乙中的(a)、(b)、(c)、(d)，则下列判断正确的是()甲乙A.只有(a)能发生明显衍射B.只有(a)(b)能发生明显衍射C.(a)、(b)、(c)、(d)均能发生明显衍射D.(a)、(b)、(c)、(d)均不能发生明显衍射5.图中S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。
3.3波的反射折射和衍射课件-高二上学期物理人教版选择性
三、波的衍射
隔 墙 有 耳 现 象
《红楼梦》中形容王熙 凤的“未见其人，先闻 其声”。
思考：为什么会出现这种现象呢？
声波绕过墙壁进入另一侧 水波遇到小石子、芦苇等细小的 障碍物时，会绕过它们继续传播。
三、波的衍射 1.波的衍射：波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。
障碍物
波源
阴阴影影区区 阴阴影影区区
波
遇到介质界面
的
返回原介质继
反
续传播的现象。
射
2.波的反射定律：
（1）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; （2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同;
（3）波遇到两种介质界面时，总存在反射。
法线
i i'
分界面
一、波的反射
夏日的雷声轰鸣不绝
3.回声现象
生活中的实例
雪后的万籁俱静
人们听不清对方说话时，除了 让一只耳朵转向对方，还习惯性 地把同侧的手附在耳旁，这样做 是利用声波的什么特点提高耳朵 的接收能力？
应用：回声测距
二、波的折射
1.波的折射：
水
波从一种介质进
波
入另一种介质时， 的
波的传播方向发
折
生改变的现象。
射
注意：波发生折射的原因 波在不同介质中的传播速度不同。
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册）
第三章 机械波
第3节 波的反射、折射和衍射
课堂引入
是否遵循 一定的物 理规律呢？
刺破气球
钱塘江大潮
01
思考与讨论：1、当刺破气球后，你听到了什？
03
波的反射 波的折射 波的衍射
3.3波的反射、折射和衍射
1.(多选)下列关于波的衍射说法正确的是（ ） A.衍射是一切波特有的现象 B.对同一列波，缝、孔或障碍物越小，衍射现象越明显 C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 D.声波容易发生衍射现象，由于声波波长较大
ABD
2.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，每两条相邻波纹之间的距离表示 一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是( )
二、波的折射
1.在波的传播过程中,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.折射波的波速与入射波的波速 不同 ,折射波的波 长与入射波的波长 不同 ,折射波的频率与入射波的频 率 相同 。
3.一切波都能发生反射现象和折射现象。
1. 以下关于波的认识,不正确的是(
)
A. 潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,用的是波的反射原理 B. 隐形飞机怪异的外形及表面涂上特殊隐形物质,是为了减少波的 反射,从而达到隐形的目的 C. 超声雷达的工作原理是利用波的折射 D. 水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象
C
2. (多选) 关于波的反射与折射,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,波的频率、波长、波速均不变 C. 波发生折射时,波的频率、波长、波速均发生变化 D. 波发生折射时,波的频率不变,但波长、波速均发生变化
人教版普通高中物理 选择性必修第一册
3.3波的反射、折射和衍射
阅读教材、观看视频并完成下列填空:
一、波的反射现象
1.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。
高中物理第三章机械波第3节波的反射折射和衍射课件选择性必修第一册
D. 声波频率变大，波长不变
10. （多选）下列现象属于波的明显衍射现象的是( ABC ) A. “隔墙有耳” B. “空山不见人，但闻人语响” C. 河中芦苇后面没有留下无波的区域 D. 池中假山前有水波，假山后无水波
B
[答案] 见解析
[答案] 见解析
（2） 现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与 渔船间的距离（忽略渔船和鱼群的运动）。
发生明显衍射。我们说话时声带发出的声音就是这样经口、面颊、耳廓传到 耳朵，使声音的直线传播发生改变。当我们的声音从外部声源直接到达我们 的耳朵时，比如从扬声器或由耳机直接送入时，衍射就不起什么作用了。
1.波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。 2.衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象，当波碰到障碍物时，衍 射现象总是存在的，只是有的明显有的不明显而已。 3.障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多。 （1）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显著的衍射现象。
（多选）下列说法中正确的是( CD) A. 孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象 B. 孔的尺寸比波长小才发生衍射现象 C. 只有孔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 D. 只有波才有衍射现象
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1. 在列关于波的衍射的说法正确的是( B ) A. 波要发生衍射现象必须满足一定的条件 B. 与光波相比声波容易发生衍射是由于声波波长较大 C. 对同一列波，缝、孔或障碍物越大，衍射现象越明显 D. 只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象
D
A. 声音变响，男声比女声更响 C. 声音变弱，男声比女声更弱
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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
明显
d
λ
d>λ
明显
d
d
λ
d≈λ
λ
d<λ
在狭缝宽度d一定，不同波长的水波的衍射
λ1= 0.3 d
λ2= 0.5 d
λ3= 0.7 d
明显
三、波的衍射
2．发生明显衍射的条件： 实验表明：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。
的
｛ 反
｛ 射
规律：
1．入射波波线反射波波线和法线在 同一平面内．
２．反射角等于入射角．
定义：波从一种介质射入另一种介质时，传播方向
波 会发生改变，这种现象叫波的折射。
的
｛折
１．入射波波线折射波波线和法线在同
｛ 射 规律：
一平面内．
２．sin i v1 sin r v2
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明显的衍射现象。
播方向发生了改变的现象叫做波的折射。
2、折射角（r）：
折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做
折射角。
3、表达式：
sin i v1 sin r v2
波发生折射的原因：
法线
i
介质I
介质II
界面
r
是波在不同介质中的速度不同
二、波的折射
4、注意：
（1）当入射速度大于折射 速度时，折射角折向法线
（2）当入射速度小于折射 速度时，折射角折离法线
i 法线
介质I
介质II
界面
r
（3）当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折 射中的特例
（4）在波的折射中，波的频率不改变，波速和波 长都发生改变
三、波的衍射
水波遇到障碍物像球一样被弹回了吗？
三、波的衍射
障碍 物
阴影区 阴影区
阴影区 阴影区
波源
1．定义： 波可以绕过障碍物继续传播的现象
两幅水波通过孔缝衍射照片对比：
12.3 波的反射、折射 和衍射
一、波的反射
（同初中光的反射）
1、定义：
波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象
2、入射角（i）和反射角（i’）：
（1）入射波的波线与平面法线
的夹角i叫做入射角。
法线
i i'
平面
（2）反射波的波线与平面法线的
夹角i’ 叫做反射角。
一、波的反射
3、反射定律：
入射线、法线、反射线在同 一平面内，入射线与学科反网 射线分居 法线两侧，反射角等于入射角。