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(共17張PPT)
3.3波的反射、折射和衍射
文學文化中的科學知識
《紅樓夢》中有個非常有名的人物：“未見其人，先聞其聲”這人是誰？
大家可知道“余音繞梁，三日不絕”的出處？
《列子.湯問》里記載：秦青顧謂其友曰：“昔韓娥東之齊，匱糧，過雍門，鬻歌假食。既去而余音繞梁欐，三日不絕，左右以其人弗去。”傳說春秋戰國時代，韓國有個名叫韓娥的歌唱能手，為了贊美她的歌聲，有了“余音繞梁，三日不絕”這個成語。
以上兩個文學事例里包含了什么物理知識呢？
模型建構
一、波的反射
法線
分界面
反射定律：
（1）入射線、法線、反射線在同一平面內，入射線與反射線分居法線兩側，反射角等于入射角。
（2）反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同．
（3）波遇到兩種介質界面時，總存在反射．
入射角 ：
反射角 ：
反射線與法線的夾角 叫做反射角
入射線與法線的夾角 叫做入射角
怎樣表示水波的入射方向和反射方向？
生活思考
一、波的反射
“余音繞梁，三日不絕” 中的科學知識
是聲波的反射，當然這里運用了夸張的表達手法
如圖所示，一場大雪過后，人們會感到外面萬籟俱靜．這是怎么回事？難道是人的活動減少了嗎？
提示：剛下過的雪是新鮮蓬松的，它的表面層有許多小氣孔．當外界的聲波傳入這些小氣孔時便要發生反射．由于氣孔往往是內部大而口徑小．所以，僅有少部分波的能量能通過口徑反射回來，而大部分的能量則被吸收掉了．所以不是人的活動減少了.
生活思考
一、波的反射
二、波的折射
波從一種介質進入另一種介質時，波的傳播方向發生了改變的現象叫做波的折射。
模型建構
界面
介質I
介質II
法線
波發生折射的原因：是波在不同介質中的速度不同
折射定律：
折射角（ ）：
折射波的波線與兩介質界面法線的夾角 叫做折射角。
入射線、法線、折射線在同一平面內，入射線與折射線分居法線兩側．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質中的速度跟波在第二種介質中的速度之比。
二、波的折射
二、波的折射
1.當入射速度大于折射速度時，折射角折向法線。
2.當入射速度小于折射速度時，折射角折離法線。
3.當垂直界面入射時，傳播方向不改變，屬折射中的特例。
4.在波的折射中，波的頻率不改變，波速和波長都發生改變。
模型建構
注意：
界面
介質I
介質II
法線
所以大家現在知道要想精準叉到魚，要怎么叉了嗎？
界面
介質I
介質II
法線
二、波的折射
波現象 波的反射 波的折射
傳播方向 改變 θ反＝θ入 改變 θ折≠θ入
頻率f 不變 不變
波速v 不變 改變
波長λ 不變 改變
比較波的反射與折射
二、波的折射
生活思考
如圖所示，駱駝隊白天在沙漠中行走時，隊伍后面的喊聲，隊伍前面往往聽不到，而夜晚就不同，聽的比較清楚，這是什么原因？
白天近地面的氣溫較高，聲速較大，聲速隨離地面高度的增加而減小導致聲音傳播方向向上彎曲；夜晚地面溫度較低，聲速隨離地面高度的增加而增加，聲波的傳播方向向下彎曲，這也是在夜晚聲波傳播地比較遠的原因．
三、波的衍射
波繞過障礙物繼續傳播的現象叫做波的衍射。
1.一切波都能發生衍射
2.衍射是波特有的現象
波在什么條件下能夠發生明顯的衍射現象呢？
三、波的衍射
實驗探究
演示1：下面通過一個模擬視頻觀察水波通過不同寬度狹縫的傳播情況
水波通過狹縫后的傳播情況
結論1：波長一定的情況下，狹縫窄的，衍射現象比較明顯
是不是可以得出結論狹縫越窄，衍射越明顯呢？
演示2：保持狹縫的寬度不變，改變水波的波長，觀察波的傳播情況有什么變化。
波長為狹縫寬度的
波長為狹縫寬度的
波長分別是狹縫寬度的
結論2：狹縫的寬度不變的情況下，波長越接近狹縫寬度，衍射現象越明顯
三、波的衍射
實驗探究
只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現象。
三、波的衍射
實驗探究
結論1：波長一定的情況下，狹縫窄的，衍射現象比較明顯
結論2：狹縫的寬度不變的情況下，波長越接近狹縫寬度，衍射現象越明顯
發生明顯衍射現象的條件：
現在大家能說說，剛上課時提到的“未見其人，先聞其聲”是因為什么了嗎？
聲波的衍射
三、波的衍射
生活思考
醫院中有一種“B超”儀器，常用來探測人體內臟的位置及發現可能的病變，這種儀器為什么要使用超聲波而不用普通的聲波？
三、波的衍射
生活思考
1）超聲波的頻率范圍為大于20000Hz，其相應波長小于17mm；超聲波波長短，不易衍射，在一定距離內沿直線傳播，方向性好，故所拍圖像清晰。
2）超聲波頻率高，故超聲波能量大，才容易穿透皮膚和組織。
課堂小結
一、 波的反射：當波傳播到兩種介質的分界面時，一部分返回來繼續傳播的現象。
二、波的折射：波從一種介質進入另一種介質時，波的傳播方向發生了改變的現象。
四、波的衍射：波繞過障礙物繼續傳播的現象。
波現象 波的反射 波的折射
傳播方向 改變θ反＝θ入 改變θ折≠θ入
頻率f 不變 不變
波速v 不變 改變
波長λ 不變 改變
三、波的反射與折射的比較
只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現象。

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