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3.3波的反射、折射和衍射導學案
學習目標：　
1.了解波的反射和折射現象，知道波的反射和折射規律(難點)。
2.知道波的衍射現象和波發生明顯衍射的條件(重點)。
一、波的反射和折射
1．波的反射
(1)反射現象：波遇到介質界面(如水波遇到擋板)時會返回原介質繼續傳播的現象。
(2)反射規律：反射線、法線與入射線在________________內，反射線與入射線分居________兩側，反射角________入射角。
2．波的折射
(1)波的折射：光從一種介質____________________時會發生折射，同樣，其他波從一種介質進入另一種介質時也發生________。
(2)水波的折射：一列水波在________不同的水域傳播時，在交界面處將發生____
____。
思考與討論：
1．在波的反射和折射現象中，反射波與入射波、折射波與入射波的頻率相同嗎？波長相同嗎？
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2．波在發生折射過程中，方向一定改變嗎？
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深化總結：
波的反射和折射中各物理量的變化
(1)波的頻率是由振源決定的，介質中各個質點的振動都是受迫振動，因此不論是反射還是折射，波的頻率是不改變的。
(2)波速是由介質決定的，波反射時是在同一均勻介質中傳播，因此波速不變，波折射時是在不同介質中傳播，因此波速改變。
(3)波長是由頻率和波速共同決定的，即在波的反射中，由于波的頻率和波速均不變，根據公式λ＝可知波長不改變；在波的折射中，當進入新的介質中波速增大時，由λ＝可知波長變長，反之變短。
二、波的衍射
如圖所示是一個可觀察水波衍射的發波水槽，振源的頻率是可以調節的，槽中放置兩塊可移動的擋板形成寬度可調節的小孔，觀察水波的傳播，也可以在水槽中放置寬度不同的擋板，觀察水波的傳播。回答下列問題：
水波遇到小孔時，會觀察到什么現象？依次減小小孔尺寸，觀察到的現象有什么變化？
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知識梳理：
1．波的衍射：波________________繼續傳播的現象。
2．發生明顯衍射現象的條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長______________，或者比波長________時，才能觀察到明顯的衍射現象。
說明：衍射只有“明顯”與“不明顯”之分，障礙物或小孔的尺寸跟波長相差不多，或比波長小，是產生明顯衍射的條件。
3．波的衍射的普遍性：一切波都能發生衍射，________是波特有的現象。
思考與討論：
1．喇叭播放的音樂中，高音(頻率大)和低音(頻率小)的聲波哪個更容易繞過高墻？
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2．俗話說：“隔墻有耳”，我們可以聽到從墻外傳過來的聲音，卻看不到人，說明聲波可以發生衍射，光波不能發生衍射，這種說法對嗎？(提示：聲波波長較長，一般為1.7～17 m，可見光波長較短，一般為0.39～0.77 μm)
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答案：
一、
1．(2)同一平面　法線　等于
2．(1)進入另一種介質　折射
(2)深度　折射
思考與討論
1．在波的反射和折射現象中，反射波和入射波的頻率都與波源的頻率相同；反射現象是在同種介質中傳播，波速相同，由v ＝λf 可知，波長也相同，而折射現象是在不同介質中傳播，波速不同，波長也不同。
2．不一定，如果入射波垂直于交界面時，傳播方向保持不變。
二、水波遇到小孔時，水波能穿過小孔，并能到達擋板后面的“陰影區”，小孔的尺寸減小時，水波到達“陰影區”的現象更加明顯。
知識梳理
1．繞過障礙物　
2.相差不多　更小
3．衍射
思考與討論
1．低音，由v＝λf得λ＝，由此可知，聲速相同情況下，低音的頻率小，波長長，在障礙物相同的情況下，低音更容易發生衍射現象，因此低音更容易繞過高墻。
2．不對。聲波波長較長，遇到與其波長相差不大的障礙物可發生明顯的衍射現象。光波波長較短，其波長比一般障礙物小得多，衍射現象不明顯。

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