高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 波的反射、折射和衍射教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 波的反射、折射和衍射教学ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了返回来，同一平面，波的衍射，绕过障碍物，相差不多，探究总结，核心素养微专题，课后提能练习等内容，欢迎下载使用。
预习导学 | 新知领悟
1．反射现象波遇到介质界面会________继续传播的现象．2．反射角与入射角(1)入射角：________线与法线的夹角，如图中的α.(2)反射角：________线与法线的夹角，如图中的β.
3．反射定律反射线、法线与入射线在________内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角______入射角．注意：反射波与入射波的波长、频率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，反射波传播的能量将减少．4．折射现象(1)波在传播过程中，从一种介质________另一种介质时，波的________方向发生改变的现象．(2)一切波都会发生________现象．
人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，如图这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力？【答案】在耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射面积来提高耳朵的接收能力．
一列声波从空气中传入水中，已知水中声速较大，则声波频率________，波长________．【答案】不变　变大　【解析】由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变，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．
(1)定义：波可以__________继续传播，这种现象叫作波的衍射．(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__________或者比波长________时，才能发生明显的衍射现象．(3)一切波都能发生________，________是波特有的现象．
1．只有当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多时，才能发生波的衍射现象吗？【答案】障碍物或狭缝的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是能否发生明显衍射的条件．衍射是波特有的现象，一切波都会发生衍射现象．2．是否孔的尺寸越小，衍射现象越容易观察？【答案】不是．当孔的尺寸非常小时，衍射波的能量很弱，实际上很难观察到波的衍射．
(多选)关于波的衍射现象，下列说法正确的是(　　)A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B．只有孔的尺寸与波长相差不多时，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象C．只有波才有衍射现象D．“闻其声而不见其人”属于波的衍射现象【答案】BCD　
【解析】当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显．只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象．
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我们在山中或在大的空房间里大声说话时，都会听到回声．
波的反射和折射现象中各量的变化
问题这属于波的什么现象？【答案】波的反射现象．
1．波的反射和折射的比较波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象，一些物理量发生了相应变化，比较如下：
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．
波的反射现象精练1　某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340 m/s，那么他至少要离障碍物多远？(原声与回声区分的最短时间为0.1 s)【答案】17 m　
变式1　当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为多少？【答案】425 m　
　　回声测距的方法技巧利用回声测距是波的反射的一个重要应用，它的特点是声源正对障碍物，声源发出的声波与回声在同一条直线上传播．1．若是一般情况下的反射，反射波和入射波是遵从反射定律的，可用反射定律作图后再求解．
2．利用回声测距时，要特别注意声源是否运动，若声源运动，声源发出的原声至障碍物再返回至声源的这段时间与声源的运动时间相同．3．解决波的反射问题，关键是根据物理情境规范作出几何图形，然后利用几何知识结合物理规律进行解题．
我们在家中经常听到优美的声乐从窗外飘来．问题(1) 声音为什么没被障碍物所挡住？(2) 这种现象叫什么名字？【答案】(1) 声波在传播过程中遇到障碍物时，可以绕过障碍物继续传播．(2) 这是声波的衍射现象．
1．衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射．凡能发生衍射现象的都有波的存在．2．波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异，波长较长的波容易发生明显的衍射现象．
3．波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向．因此，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况．素养点评：本探究通过“波的衍射”的分析，培养“科学思维”素养．
波的衍射精练2　(多选)一列波在传播过程中通过一个较大障碍物，发生了一定程度的衍射，以下哪种情况可以使衍射现象更明显(　　)A．增大障碍物的尺寸　　B．减小波的频率C．缩小障碍物的尺寸　　D．增大波的频率【答案】BC　
【解析】波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v＝λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大．而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，要使衍射现象变得明显，可以通过缩小障碍物的尺寸，同时增大波长即减小波的频率来实现，故B、C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1．障碍物的尺寸的大小不是发生衍射的条件，而是发生明显衍射的条件，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．
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．
【考题延伸】(2020年山东海岳中学月考)医用B超仪发出的超声波频率为7.25×104 Hz，这种超声波在人体内传播的波长为2 cm，在给某患者的肝脏病变部分进行检测时(如图)，从探头发出的同一超声脉冲波经病变部分反射回到探头有两个信号，相隔时间为Δt＝32 μs，试计算患者病变部分的大小．【答案】2.32 cm　
素养点评：本题通过考查B超，培养学生的“科学思维”素养．
课堂小练 | 素养达成
1．(多选)下列现象中利用波的反射的是(　　)A．在水里的人能听到岸上的声音B．医生给病人做超声波检查C．渔民利用声波探测鱼群D．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况【答案】BCD　【解析】在水里的人能听到岸上的声音是利用了声波的折射，超声波检查身体、潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射，渔民利用声波探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．
3．(多选)下列说法正确的是(　　)A．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短B．波发生反射时，频率、波长、波速均不变C．波发生折射时，波的频率不变，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【答案】BC　【解析】波发生反射时，在同一种介质中传播，因此波长、波速和频率不变；波发生折射时，频率不变，波速和波长发生变化．故A、D错误，B、C正确．
4．(多选)一列水波通过某孔的实际情况如图所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如图中四幅图所示，其假想错误的图示有(　　)A．孔变小B．孔变小C．波长变大　D．波长变大
【答案】BD　【解析】衍射现象是普遍存在的．波遇到障碍物时都有绕过障碍物的特性，即衍射现象，但只有当障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多时才能观察到明显的衍射现象．故B、D正确．
5．在空旷的广场上有一堵较高大的墙MN，墙的一侧O点有一个正在播放男女声合唱歌曲的声源．某人从图中A点走到墙后的B点，在此过程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到(　　)A．声音变响，男声比女声更响B．声音变响，女声比男声更响C．声音变弱，男声比女声更弱D．声音变弱，女声比男声更弱
【答案】D　【解析】由于MN很高大，故衍射现象比较弱，由于女声音调更高，波长更小，所以衍射更不明显，故D正确．