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(共23張PPT)
第三章 機械波
3.3 波的反射，折射和衍射現象
目錄
01
02
03
波的反射
波的折射
波的衍射
目錄
01
02
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波的反射
波的折射
波的衍射
目錄
01
02
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波的反射
波的折射
波的衍射
學習目標
(1)通過實驗認識波的反射、折射和衍射現象。
(2)通過用射線解釋反射、折射現象，認識波動中建構物理模型的方法。
(3)知道波的衍射現象。
(4) 通過實驗探究，學習波產生明顯衍射現象的條件。
教學重難點
重點：
(1)通過觀察實驗，認識波的反射、折射和衍射現象。
(2)通過水波衍射實驗歸納產生明顯衍射現象的條件。
難點：
(1)構建物理模型，能夠畫出反射、折射的示意圖。
(2)知道不同物理現象對應物理量中的變量與不變量。
這是聲波在云層界面多次反射造成的。
對著遠處的峭壁大喊一聲會聽到回聲，就是聲波在峭壁上反射的結果。
夏日的雷聲轟鳴不絕
思考：
你是否注意過水波的反射？波的反射應該遵從什么規律？
一、波的反射
觀察：
水波的反射
當水波遇到擋板時會發生反射，水波的反射與光的反射遵循同樣的規律。
定義：波在傳播的過程中,遇到兩種介質的分界面時返回到原介質繼續傳播的現象叫作波的反射。
一、波的反射
法線
分界面
（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．
入射線
反射線
入射角
反射角
i
i′
反射定律
二、波的折射
水波的折射
一列水波在深度不同的水域傳播時，在交界面處將發生折射。
觀察：
波的折射
1.定義：
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。
2.折射定律：
折射角（r）：
折射波的波線與兩介質界面法線的夾角r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。
界面
介質I
介質II
法線
波的折射
（2）當入射速度大于折射速度時，折射角折向法線。
（3）當入射速度小于折射速度時，折射角折離法線。
（4）當垂直界面入射時，傳播方向不改變。
（1）折射的原因：是波在不同介質中的速度不同.
3.理解
（5）折射時，波的頻率不變，波速和波長都發生改變。
三、波的衍射
在水塘里，水波遇到小石、蘆葦等細小的障礙物，會繞過它們繼續傳播。
思考：
定義：波可以繞過障礙物繼續傳播，這種現象叫作波的衍射。
波在什么條件下能夠發生明顯的衍射現象？
三、波的衍射
觀察：
水波的衍射
你能得到什么樣的規律？
三、波的衍射
（1）狹縫寬度比波長大得多的情況下，波沿直線傳播，在擋板后面產生“陰影區 ”。
（2）在狹縫寬度與波長相差不多或者狹縫寬度比波長更小的情況下，發生明顯的衍射現象。
實驗現象：
波長一定的水波通過寬度不同的狹縫
甲
乙
當孔的尺寸遠小于波長時，盡管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射現象不容易觀察到。
注意：
三、波的衍射
甲
乙
丙
波長不同的水波通過寬度一定的狹縫
保持狹縫的寬度不變，改變水波的波長：
波長與狹縫寬度相差不多時，有明顯的衍射現象，隨著波長的減小，衍射現象變得不明顯
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。
波發生明顯衍射的條件：
三、波的衍射
這是在浙江歌舞劇院建院50周年的紀念活動中,評委隔著布幔和箱子做成的隔斷傾聽選手們的演奏。
聞其聲不見其人
隔墻有耳
這都是聲波的衍射現象。
一切波都能發生衍射
衍射是波特有的現象
波的反射折射和衍射
波的反射
波的折射
波的衍射
水波的反射現象
波的反射規律
光和水波的折射現象
波的折射規律
水波和聲波的衍射現象
發生明顯衍射的條件
課堂檢測
1.如圖所示,某列波以60°的入射角由甲介質射到乙介質的界面上同時產生反射和折射,若反射波的波線與折射波的波線的夾角為90°,此波在甲介質中的波速為2.08×105 km/s,在乙介質中的波速為1.2×105 km/s。
(1)該波的折射角為多少
(2)該波在兩種介質中的波長比為多少
答案:(1)30°
解析:(1)由反射定律可得反射角為60°,由題圖的幾何關系可得折射角為r=30°。
課堂檢測
2.對于波長為100 m的聲波,下列說法正確的是(　　)
A.在同一介質中,比波長為20 m的聲波傳播快
B.在空氣中的頻率比在水中大
C.聲波能發生折射,但折射后頻率發生變化
D.聲波能發生反射,但反射后波速不變
答案:D
解析:機械波的傳播速度由介質決定,波的頻率由波源決定,與介質無關,所以折射后,波進入另一種介質,傳播速度發生變化,反射后回到原來的介質,傳播速度不變,故D選項正確。
課堂檢測
3. (多選)右圖是觀察水波衍射的實驗裝置。AC和BD是兩塊擋板,AB是一個孔,O是波源。圖中已畫出波源所在區域波的傳播情況,每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間的距離表示一個波長,則關于波經過孔之后的傳播情況,下列描述正確的是(　　)
A.此時能觀察到波明顯的衍射現象
B.擋板前后波紋間距離相等
C.如果將孔AB擴大,有可能觀察不到明顯的衍射現象
D.如果孔的大小不變,使波源頻率增大,能觀察到更
明顯的衍射現象
答案:ABC
課堂檢測
解析:觀察題圖可知道孔的尺寸與波長差不多,能觀察到波明顯的衍射現象,故選項A對;因波的傳播速度不變,頻率不變,故波長不變,即擋板前后波紋間距離應相等,故選項B對;若將孔AB擴大,且孔的尺寸遠大于波長,則可能觀察不到明顯的衍射現象,故選項C對;若f增大,由λ= ,知λ變小,衍射現象變得不明顯了,故選項D錯。
課堂檢測
4.小河中有一個實心橋墩P,A為靠近橋墩浮在水面上的一片樹葉,俯視圖如圖所示,小河水面平靜。現在S處以某一頻率拍打水面,使形成的水波能帶動樹葉A振動起來,可以采用的方法是(　　)
A.提高拍打水面的頻率
B.降低拍打水面的頻率
C.無論怎樣拍打,A都不會振動起來
D.無需拍打,A也會振動起來
答案:B
解析:使形成的水波能帶動樹葉A振動起來,必須使水面形成的波的波長足夠長,衍射現象明顯,可以采用的方法是降低拍打水面的頻率,選項B正確。

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