2021学年高中物理第3章机械波3波的反射折射和衍射课件人教版必修一.ppt

(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？
(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
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．]
[解析] (1)由 f＝vλ得 f＝3140 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2t ＝1 530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＋ 2
7 t
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＝2va.甲、乙二人及墙的
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
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
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
＋ v
CB
＝4va＝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．
☆ 阅读本节教材，回答第 66 页“问题”并梳理必要知识点．教 材第 66 页问题提示：注意过．波的反射遵从反射定律．
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． 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．
合作 探究 攻重 难
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．
波向前传播在两种介质的界面上可以同时发生反射和折射现
象，一些物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 频率 f
改变，θ 反＝θ 入 不变
改变，θ 折≠θ 入 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．
第三章 机械波 3．波的反射、折射和衍射
学习目标：1.[物理观念]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.[科学思维]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.[科学思维] 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．
自主 预习 探新 知
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．