波的反射、折射和衍射 PPT
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广西专版新教材高中物理第3章机械波3波的反射折射和衍射课件新人教版选择性必修第一册
改变,θ折≠θ入
不变
改变
改变
一列声波从空气中传入水中,已知水中声速较大,则声波从
空气中传入水中后,声波的频率和波长将如何变化?
提示:由于波的频率由波源决定,因此波无论在空气中传播
还是在水中传播频率都不变。又因波在水中速度较大,由公
式v=λf可得,波在水中的波长变大。
典例剖析
在渔船上利用超声波可以探测鱼群的位置,在它向选定的方
向发射出频率为5.8×104 Hz的超声波后,经过0.64 s收到从鱼
群反射回来的反射波,已知5.8×104 Hz的超声波在水中的波
长为2.5 cm,则这群鱼到渔船的距离为
m。
答案:464
解析:超声波在水中的传播速度
v=λf=2.5×10-2×5.8×104 m/s=1.45×103 m/s。
所以鱼群到船的距离 x= vt= ×1.45×103×0.64 m=464 m。
多,所以②图能比①图发生更明显的衍射;一列水波在传播过
程中遇到了障碍物(③④图),相比而言④图的障碍物的尺寸比
③图小,且④图的波长大于障碍物的尺寸,所以④图能发生明
显的衍射。故选项B正确。
5.一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2 m。当该声波从空气中
以某一角度传入介质Ⅱ中时,波长变为0.6 m,如图所示。介质
射现象,选项D正确。隐形飞机通过减少波的反射达到隐形的
目的,选项B正确。
2.有一障碍物的尺寸为10 m,下列哪列波在遇到它时衍射现
象最明显(
)
A.波长为4 m的机械波
B.波长为10 m的机械波
C.频率为100 Hz的声波
D.频率为5 000 MHz的电磁波(波速为3×108 m/s)
不变
改变
改变
一列声波从空气中传入水中,已知水中声速较大,则声波从
空气中传入水中后,声波的频率和波长将如何变化?
提示:由于波的频率由波源决定,因此波无论在空气中传播
还是在水中传播频率都不变。又因波在水中速度较大,由公
式v=λf可得,波在水中的波长变大。
典例剖析
在渔船上利用超声波可以探测鱼群的位置,在它向选定的方
向发射出频率为5.8×104 Hz的超声波后,经过0.64 s收到从鱼
群反射回来的反射波,已知5.8×104 Hz的超声波在水中的波
长为2.5 cm,则这群鱼到渔船的距离为
m。
答案:464
解析:超声波在水中的传播速度
v=λf=2.5×10-2×5.8×104 m/s=1.45×103 m/s。
所以鱼群到船的距离 x= vt= ×1.45×103×0.64 m=464 m。
多,所以②图能比①图发生更明显的衍射;一列水波在传播过
程中遇到了障碍物(③④图),相比而言④图的障碍物的尺寸比
③图小,且④图的波长大于障碍物的尺寸,所以④图能发生明
显的衍射。故选项B正确。
5.一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2 m。当该声波从空气中
以某一角度传入介质Ⅱ中时,波长变为0.6 m,如图所示。介质
射现象,选项D正确。隐形飞机通过减少波的反射达到隐形的
目的,选项B正确。
2.有一障碍物的尺寸为10 m,下列哪列波在遇到它时衍射现
象最明显(
)
A.波长为4 m的机械波
B.波长为10 m的机械波
C.频率为100 Hz的声波
D.频率为5 000 MHz的电磁波(波速为3×108 m/s)
_新教材高中物理第三章机械波3波的反射折射和衍射课件新人教版选择性必修第一册
测鱼群利用了声波的反射，故A错误，B、C、D正确．
2．(2021届新余一中检测)人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话
的声音要洪亮，是因为
()
A．室内空气不流动
B．室内声音多次反射
C．室内声音发生折射
D．室内物体会吸附声音
【答案】B
【解析】在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次
反射而得到加强，故B正确．
变式2 (多选)如图所示分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔 (A、B图)或障碍物(C、D图)，其中能发生明显衍射现象的有 ( )
【答案】BD 【解析】图B中小孔与波长相差不多，能发生明显衍射．图D中障碍 物与波长相差不多，能发生明显衍射．故B、D正确．
衍射现象的两点提醒件，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，尽管衍射十分明显，但衍射波的能 量很弱，也很难观察到波的衍射．
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
2．说明 (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． 素养点评：本探究通过波的反射和波的折射的探究，培养“科学思 维”素养．
核心素养微专题
波的应用——B超 人们在说话或唱歌的时候，我们听到的声音称为声波，它的频率在 20～20 000 Hz，超过20 000 Hz以上的声波，人耳就不能听见，称为超声 波，简称超声．超声在诊断疾病时，有多种形式：①以振幅(amplitude) 形式诊断疾病的称“一维显示” , 因振幅第一个英文字母是A，故称A 超，又称一维超声；②以灰阶即亮度(brightness)模式形式来诊断疾病的 称“二维显示”，因亮度第一个英文字母是B，故称B超，又称二维超声 或灰阶超声．
波的反射折射和衍射波的干涉—人教版高中物理选择性必修第一册课件
波的衍射
1．定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的 衍射．
2．两种衍射现象 (1)在水波槽中，在波源的前方放一个障碍物，使波源振动 产生水波．当障碍物较大时波被阻挡，在靠近障碍物后面没有 波，只是在障碍物较远处，波才稍微有些绕到“影子”区域里， 如下图甲所示，虽然发生衍射现象，但不明显．
波的反射折射和衍射波的干涉—人教 版高中 物理选 择性必 修第一 册课件
波的反射折射和衍射波的干涉—人教 版高中 物理选 择性必 修第一 册课件
波的反射折射和衍射波的干涉—人教 版高中 物理选 择性必 修第一 册课件
将一只瓶子立于水波槽中，在槽中激发水波，若想在瓶子 后面看到水波绕过的现象，激发水波的振子的振动频率大些好， 还是小些好？为什么？
答案：见解析
波的反射折射和衍射波的干涉—人教 版高中 物理选 择性必 修第一 册课件
波的反射折射和衍射波的干涉—人教 版高中 物理选 择性必 修第一 册课件
波的反射折射和衍射波的干涉—人教 版高中 物理选 择性必 修第一 册课件
(2)波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果，由于总 位移是两个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增 大，也可能减小．
两列同向波的叠加，振动加强，振幅增大．(如左下图所示) 两列反向波的叠加，振动减弱，振幅减小．(如右下图所示)
【解析】 衍射是一切波特有的现象，所以 A 正确，C 错误； 发生明显衍射是有条件的，只有缝、孔、障碍物的尺寸跟波长差 不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以 B 正确； 声波的波长在 1.7 cm～17 m 之间，一般缝、孔、障碍物与之相 比都较小，所以声波容易发生衍射，D 正确．
衍射是波特有的现象，任何波都能发生衍射现象，但发生明 显的衍射现象应满足一定的条件．
第3节波的反射、折射和衍射
（1）比波长大能发生明显衍射吗？ （2）能说成是发生衍射现象的条件吗？
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
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
新教材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
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( )
活动 1：在湖泊里，微风激起的水波分别遇到湖心岛和小石块，湖心岛 和小石块后面有水波吗？
提示：湖心岛后面几乎没有水波，小石块后面有水波。
活动 2：活动 1 中水波绕过石块等障碍物继续传播的现象叫作波的衍射。 水波遇到拦河堤的缺口也会发生衍射，观察图甲实验，有什么发现？
提示：如图 a，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 b，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。
二、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□01 传播方向 发生
改变的现象。 2．折射线：代表波的 □02 折射方向 的一条 □03 射线 。
三、波的衍射 1．定义：波可以绕过 □01 障碍物 继续传播的现象。
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 □02 相差不多 ，或者比波长 □03 更小 时，才能观察到明显的衍射现象。
活动 2：水波发生反射时，频率和波长改变吗？
提示：水波发生反射时，介质中各质点均在波源的带动下做受迫振动， 介质中各质点的频率均等于波源的频率，故水波发生反射时，频率不变；而 同一介质中波速不变，根据 λ＝vf ，波长也不变。
波的反射、折射和衍射_课件
②入射线与折射线分居法线两侧。
法线 i
r 界面
③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。比值为常数，即折
射率。
折射率
第2种介质 对第1种介
质的折射率
用惠更斯原理解释波的折射 由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点 经△t后， A点发射的子波到达界面上的 A’点，B点发射的子波到达B’点
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 。
精品 课件
高中物理选择性必修1 第三章 机械波
波的反射、折射和衍射
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标 知道什么是波面和波线，了解惠更斯原理。 认识波的反射现象，并能用惠更斯原理进行解释。 认识波的折射现象，并能用惠更斯原理进行解释。
教学目标
通过管擦汗水波的衍射现象，认识衍射现象的特征 知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件 知道衍射现象是波特有的现象
惠更斯原理 知道波面、波线、波前的概念。 知道惠更斯原理的内容。
波面和波线
波面：在任一时刻，介质中任何振
动
状态（相位）相同的质点
所构
成的面叫做波面。
波前：最前方的那个波面叫做波前。
（对应介质中
表示波的传播方向，叫做 水波的波面是一个个圆
波线。在各向同性的均匀介质中
惠更斯原理 内容： 介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后 任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面，就是新的波面。
某个 波面
某时刻与所有子波波前相切的曲面
子波以球面波的方式在介质 中以原波的速度向外传播。 根据惠更斯原理，若已知某一时刻的波面形状及位置 ，便可通过几何作图来确定下一时刻的波面形状和位 置，并确定波的传播方向，从而处理有关波的传播问
12-5波的反射、折射、衍射
波达到狭缝处，缝上各点都可看作子波源， 作出子波包络，得到新的波前。在缝的边缘处， 波的传播方向发生改变。
. . . . . . . . .
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
. . . . . . . . .
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
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
物理人教版(2019)选择性必修第一册3.3波的反射、折射和衍射(共18张ppt)
P72
深水区
波速大
波速小
海岸线
浅水区
波发生折射的原因：
是波在不同介质中的速度不同
深
水 入射角 i
区
法
线
折射线
sin i v1
sin r v2
入射线
浅
水
折射角 r 区
1.在波的折射现象中，折射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？
频率都与波源的频率相同；在不同介质中传播
时波速不同，由 = 可知，波长也不相同.
3.3 波的反射、折
射和衍射
一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静．这是怎么回事？难道
是人的活动减少了吗？
刚下过的雪是新鲜蓬松的，表面有许多小气
孔．当声波传入小气孔时发生反射．仅有少
部分波的能量能通过口径反射回来，大部分
能量被吸收掉了。
P71
：波遇到介质界面会返回原介质继续传播的现象
入射角
反射角
随离地面高度的增加而
减小，导致声音传播方
向向上弯曲；夜晚地面
温度较低，声速随离地
面高度的增加而增加，
声波的传播方向向下弯
曲，这也是在夜晚声波
传播得比较远的原因．
波现象
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
P72
障碍物
阴影区
阴影区
阴影区
声
源
由 = 声，得 = 声
2.当声源与障碍物相向运动时，若相对速度大小为
由 = 声 + ，得 = (声 + )