第3节-波的反射、折射和衍射课件.ppt

1、1创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结第第3节波的反射、折射和衍射节波的反射、折射和衍射2创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结核心素养核心素养物理观念物理观念科学思维科学思维1.知道波传播到两种介质交界面时会发知道波传播到两种介质交界面时会发生反射、折射现象。生反射、折射现象。2.了解波的衍射现象和衍射图样，知道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。波发生明显衍射现象的条件。3.知道衍射是波特有的现象。知道衍射是波特有的现象。通过发波水槽实验探通过发波水槽实验探究水波发生明显衍射究水波发生明显衍射现象的条件。现象的条件。3创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结知识

2、点一波的反射、波的折射知识点一波的反射、波的折射1.波的反射波的反射(1)波的反射：波传播过程中遇到介质界面会波的反射：波传播过程中遇到介质界面会_原介质继续传播的现象。原介质继续传播的现象。(2)反射波的反射波的_、_、频率跟入射波的相同。、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，反射角位于法线两侧，反射角_入射角。如图所示。入射角。如图所示。返回返回波长波长波速波速等于等于4创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结2.波的折射波的折射(1)波的折射：波从一种介

3、质波的折射：波从一种介质_另一种介质时，波的另一种介质时，波的_发生改变的发生改变的现象。现象。(2)波的折射中，波的波的折射中，波的_不变，波速和波长发生改变。不变，波速和波长发生改变。进入进入传播方向传播方向频率频率5创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结思考判断思考判断(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。发生。( )(2)波发生反射时波的频率不变，波速变小，波长变短。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。波发生折

4、射时波的频率不变，但波长、波速发生变化。( )6创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结观图助学观图助学知识点二波的衍射知识点二波的衍射7创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结1.定义定义：波可以绕过：波可以绕过_继续传播的现象。继续传播的现象。2.实验现象实验现象(1)实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留一实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留一个个_。(2)现象：狭缝宽度比波长大得多，波的传播如同光沿现象：狭缝宽度比波长大得多，波的传播如同光沿_一样，在挡板后一样，在挡板后面产生面产生“阴影区阴影区”；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；在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽

5、度比波长更小时，水波可以波可以_挡板后面继续传播。挡板后面继续传播。3.发生明显衍射现象的条件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缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_，或者比波长，或者比波长_。障碍物障碍物直线传播直线传播绕到绕到相差不多相差不多更小更小狭缝狭缝8创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结思考判断思考判断(1)一切波遇到障碍物都会发生衍射现象。一切波遇到障碍物都会发生衍射现象。( )(2)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。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。( )(3)当小孔大小一定时，波的频率越大，衍射现象越

6、明显。当小孔大小一定时，波的频率越大，衍射现象越明显。( )(4)当障碍物大小一定时，波的频率越小，衍射现象越明显。当障碍物大小一定时，波的频率越小，衍射现象越明显。( )9创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结波的反射、折射现象中各物理量的变化波的反射、折射现象中各物理量的变化要点归纳要点归纳核心要点核心要点对波的反射和折射的理解和应用对波的反射和折射的理解和应用现象现象比较项目比较项目波的反射波的反射波的折射波的折射传播方向传播方向改变，改变，反反入入改变，改变，折折入入频率频率f不变不变不变不变波速波速v不变不变改变改变波长波长不变不变改变改变10创新设计创新设计核心探究课前学习学习小

7、结试题案例试题案例例例1 图中图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()A.2与与1的波长、频率相等，波速不等的波长、频率相等，波速不等B.2与与1的波速、频率相等，波长不等的波速、频率相等，波长不等C.3与与1的波速、频率、波长均相等的波速、频率、波长均相等D.3与与1的频率相等，波速、波长均不等的频率相等，波速、波长均不等11创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结解析解析波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率不变，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，

8、波长变，故错误；波发生折射时，频率不变，波速变，波长变，故C错误，错误，D正确。正确。答案答案D12创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结例例2 某测量员利用回声测距，他站在两平行墙壁间某一位置鸣枪，经过某测量员利用回声测距，他站在两平行墙壁间某一位置鸣枪，经过1 s第一次第一次听到回声，又经过听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两墙壁间的距离为，则两墙壁间的距离为多少？多少？解析解析设测量员离较近的墙壁的距离为设测量员离较近的墙壁的距离为x，则他离较远的墙壁的距离为，则他离较远的墙壁的距离为sx，2xvt12(sx)v(t1t)其中其

9、中t0.5 s，t11 s，代入数据得，代入数据得s425 m。答案答案425 m13创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结14创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结15创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结针对训练针对训练1 有一辆汽车以有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛鸣笛2 s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？(v声声340 m/s)解析解析设汽车在设汽车在A点发出笛声，点发出笛声，A点到山崖点到山崖B的距离为的距离为x1，汽车运动到，汽车运动到C

10、点接收到点接收到笛声，设笛声，设AC距离为距离为x2，CB距离为距离为x，因二者运动时间相同，则有，因二者运动时间相同，则有x1x2xx1xv声声tx2v车车t联立联立得得x325 m。答案答案325 m16创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结核心要点核心要点波的衍射现象波的衍射现象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

11、。思考下列问题：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：观察探究观察探究17创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结(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？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？到什么现象？提示提示(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“阴影区阴影区”，小孔的尺寸减小时

12、，水波到达小孔的尺寸减小时，水波到达“阴影区阴影区”的现象更加明显。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。播。18创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结探究归纳探究归纳1.衍射是波特有的现象衍射是波特有的现象(1)一切波都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显。一切波都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显。(2)波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。(3)波长较长的波容易产生明显的衍射现象。波长较长的波容易产生明显的衍射现象。19

13、创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结2.产生明显衍射现象的条件产生明显衍射现象的条件只有当缝、孔的宽度或障碍物尺寸跟波长相差不大，或者比波长更小时，才能只有当缝、孔的宽度或障碍物尺寸跟波长相差不大，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。观察到明显的衍射现象。(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，而是衍射现象是障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，而是衍射现象是否明显的条件。一般情况下，波长较长的波容易产生显著的衍射现象。否明显的条件。一般情况下，波长较长的波容易产生显著的衍射现象。(2)波传到孔或障碍物时，孔或障碍物仿佛是一个新的波源，由它发出的与原

14、来波传到孔或障碍物时，孔或障碍物仿佛是一个新的波源，由它发出的与原来同频率的波同频率的波(称为子波称为子波)在孔或障碍物后传播，于是，就出现了偏离直线传播的在孔或障碍物后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象。衍射现象。(3)当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。射现象不容易观察到。20创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结A.此时能明显观察到波的衍射现象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挡板前后波纹间距离相等C.如果将孔如果将孔AB扩大，有可能观察不到明

15、显的衍射现象扩大，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，能观察到的更明显衍射现象如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到的更明显衍射现象试题案例试题案例例例3 (多选多选)如图所示是观察水面波衍射的实验装置，如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和和BD是两是两块挡板，块挡板，AB是一个孔，是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线图中曲线)之间的距离表示一个波长，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，下列描述正确的是则对于波经过孔之后的传播情况，下列

16、描述正确的是()21创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结答案答案ABC22创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结针对训练针对训练2 如图所示，正中心如图所示，正中心O点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，峰、波谷，A是挡板，是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于 ()A.整个区域整个区域 B.阴影阴影以外的区域以外的区域C.阴影阴影以外的区域以外的区域 D.阴影阴影以外的区域以外的区域23创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结解析解析由题图中可直观看出，半波长为实虚两圆半

17、径之差，且可看出挡板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的的尺寸比波长大得多，而小孔尺寸比波长大得多，而小孔B的大小与波长长度差不多。根据波发生明显衍射的大小与波长长度差不多。根据波发生明显衍射的条件知，该波在挡板的条件知，该波在挡板A处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故区内水面无波形，故选项区内水面无波形，故选项A、C、D错误；该波的波长与小孔错误；该波的波长与小孔B的大小差不多，的大小差不多，能够发生明显的衍射，故在阴影区能够发生明显的衍射，故在阴影区、之内明显存在衍射波的波形，故选项之内明显存在衍射波的波形，故选项B正确。正确。答案答案B24创新设计创新设计核心探究课前学习学习小结25本节内容结束