高中物理3 波的反射、折射和衍射教案配套ppt课件

这是一份高中物理3 波的反射、折射和衍射教案配套ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了知识点一波的反射，知识点二波的折射，知识点三波的衍射，水波发生了衍射现象，探究一波的反射，答案0498s，探究二波的折射，答案D，探究三波的衍射，答案ABC等内容，欢迎下载使用。

3　波的反射、折射和衍射
1.我们知道光有反射现象.机械波是否也有反射现象呢?能举例说明吗?
答案:机械波也有反射现象.例如回声,回声是声波的反射现象.
2.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,如图所示.这样做是利用声波的什么特点来提高耳朵的接收能力?
答案:在耳郭原有形状、面积的基础上增加一个手掌的面积是为了增大波的反射面积来提高耳朵的接收能力.这利用了波的反射.
1.我们将筷子斜插入水中发现筷子像折断了一样,这是什么原因呢?机械波也会发生这种现象吗?
答案:光从水中斜射入空气时发生了折射.机械波也会发生折射.
2.阅读教材第66~67页,思考什么是机械波的折射.
答案:波在传播过程中,由一种介质进入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象,叫波的折射.
1.雄伟的大桥下,悠悠江水,层层波浪绕过桥墩却“若无其事”.水波还会“转弯”,其原因是 .
2.在日常生活中我们常遇到“不见其人先闻其声”的现象,为什么看不到人却能听到他发出的声音呢?
答案:声波的波长比较长,容易发生衍射,而光波波长短,不容易发生衍射,所以会有“不见其人先闻其声”的现象.
3.阅读教材第67~68页,思考: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波发生衍射的条件,而是波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.
1.医生给病人做超声波检查利用了超声波的反射.( )2.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况利用了电磁波的折射.( )3.水波的反射现象中,反射线、法线和入射线在同一平面内.( )4.一列水波由深水区进入浅水区时频率变小.( )5.孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象.( )6.衍射是波特有的现象.( )7.孔的尺寸比波长小时能观察到明显的衍射现象.( )
1.人在室内讲话比在室外空旷处讲话声音要显得更洪亮,这是为什么呢?
答案:人说话时产生声波,声波在传播过程中,遇到障碍物会发生反射,声波在房间里遇到墙壁、地面或天花板发生多次反射,由于距离近,原声与回声几乎同时到达人耳(人耳只能区分相差0.1 s以上的声音),所以人在房间里讲话声音比空旷处要显得更洪亮.
2.阅读教材第66页演示实验“水波的反射”,你发现波的反射和你学过的光的反射规律一样吗?你能总结一下波的反射应该遵从什么规律吗?
答案:水波的反射与光的反射遵循同样的规律.反射线、法线和入射线在同一平面内,反射线与入射线分居法线两侧,反射角等于入射角.
1.波的反射:波遇到障碍物时会返回来继续传播的现象.2.入射角与反射角:波在遇到障碍物发生反射时,入射线与法线的夹角叫作入射角,反射线与法线的夹角叫作反射角.如图所示.
3.波的反射规律:反射线、法线和入射线在同一平面内,反射线和入射线分居法线两侧,反射角等于入射角.4.反射波的波长、频率和波速都与入射波的相同.
【典例1】某物体发出的声波在空气中的波长为1 m,波速为340 m/s,在海水中的波长为4.5 m.(1)该波的频率为　 　Hz,在海水中的波速为　 　m/s. (2)若物体在海面上发出的声音经过0.5 s听到回声,则海水深度为多少?
答案:(1)340　1 530　(2)382.5 m
【变式】若物体在海面上发声后,以5 m/s的速度由海面向海底运动,则经过多长时间听到回声?[海水深度第(2)问中已计算出]
在水槽的一部分底面上放一块厚玻璃板,把水槽分为深水区和浅水区两个区域(水波在这两个区域中传播速度不同,因而可以把这两个区域看作不同的介质),让水波从深水区传播到两个区域的界面上,可以看到波由深水区进入浅水区继续传播,但是传播方向改变了.
1.如果用一条射线代表水波的入射方向,用另一条射线代表水波的折射方向,可以更清晰地看出水波在深度不同的水域传播时,发生了什么变化?
答案:水波在深度不同的水域传播时,在两区域的交界处传播方向发生了偏折.
4.波在反射、折射现象中的波长、频率和波速
【典例2】如图所示,1、2、3分别代表入射线、反射线、折射线,则( )
A.反射波与入射波的波长、频率相等,波速不相等B.反射波与入射波的波速、频率相等,波长不相等C.折射波与入射波的波速、频率、波长均相等D.折射波与入射波的频率相等,波速、波长均不相等
解析:反射波的波长、频率、波速与入射波的都相等,故选项A、B错误;折射波的波长、波速与入射波的都不相等,但频率相等,故选项C错误,选项D正确.
波的反射和折射问题中的规律(1)频率f由波源决定:无论是反射波还是折射波,其频率都与入射波的频率相等,即与波源的振动频率相同.(2)波速v受介质影响:反射波与入射波在同一介质中传播,波速不变;折射波与入射波在不同介质中传播,波速变化.
1.湖中有一个实心桥墩P,A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶,俯视图如图所示,湖面平静.现在S处以某一频率拍打水面,发现形成的水波带动树叶A振动起来.
答案:水波绕过桥墩继续传播,发生了衍射.水波的运动迫使树叶振动.
(1)桥墩后面的树叶为什么能振动起来?
(2)降低拍打水面的频率,发现振动变明显,原因是什么?
答案:降低拍打水面的频率,水面形成的水波波长增长,衍射现象变明显,树叶振动更加明显.
答案:A、B两处小船明显受到影响是因为水波发生了明显的衍射,波浪传播到了A、B处.当障碍物或缝隙的尺寸比波浪的波长小或跟波长差不多时,才能发生明显的衍射现象.
2.如图所示,一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m,在防波堤后A、B两处各有一小船进港躲避风浪.某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播.当波浪
的波长约为 10 m 时,A、B两处的小船基本上不受波浪影响;当波浪的波长约为50 m时,A、B两处的小船明显受到波浪影响.发生这种现象的原因是什么?
3.阅读教材第67~68页的演示实验“水波的衍射”,思考发生明显衍射现象的条件是什么.孔的尺寸越小,衍射现象是否越容易观察?
答案:发生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小.当孔的尺寸非常小时,衍射波的能量很弱,很难观察到波的衍射.
1.波的衍射:波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫作波的衍射.一切波都能发生衍射.衍射是波特有的现象.2.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相差不多,或者比波长更小.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.3.波的衍射总是存在的,但有“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.4.波的衍射实质分析:波传到小孔(或障碍物)时,小孔(或障碍物)仿佛一个新波源,由它发出的与原来同频率的波在小孔(或障碍物)后传播,波就偏离了直线方向.波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况.
【典例3】(多选)下图是观察水波衍射的实验装置示意图,AC和BD是两块挡板,A、B之间有一个孔,O是波源,图中已画出波源所在区域波的传播情况,每
A.此时能观察到明显的衍射现象B.挡板前后波纹间距离相等C.如果将孔扩大,有可能观察不到明显的衍射现象D.如果孔的大小不变,波源振动频率增大,能观察到更明显的衍射现象
两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长.关于波经过孔之后的传播情况,下列描述正确的是( )
【典例4】在水波的衍射实验中,若拍打水面的物体的振动频率是5 Hz,水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s,为观察到明显的衍射现象,小孔的直径d应满足什么条件?
答案:d应与1 cm相差不多,或小于1 cm.
1.(多选)下列现象与波的反射有关的是( )A.在山谷中大声喊可以听到回声B.振动的音叉在水面产生涟漪C.夏日的雷声轰鸣不绝D.声呐可以用来探测海底深度
解析:回声是由于声波的反射而形成的,选项A是波的反射.音叉在水面产生的涟漪是振动产生的波,并非波的反射,选项B错误.雷声轰鸣不绝是由于雷声在地面与云层之间、云层与云层之间来回反射而形成的,选项C正确.声呐的工作原理就是波的反射,选项D正确.
2.一列水波由深水区进入浅水区,入射波与界面的夹角为45°,折射波与界面的夹角为60°,则下列说法正确的是( )A.波在深水区与浅水区的波速相同,频率不同,波长不同B.波在浅水区与深水区中传播时,波速、频率、波长都相同C.深水区中的波速、波长比浅水区中的小D.深水区中的波速、波长比浅水区中的大
3.下列现象或事实属于衍射现象的是( )A.风从窗户吹进来B.雪堆积在背风的屋后C.听到墙外人的说话声D.晚上看到水中月亮的倒影
解析:波在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象称为波的衍射.选项C所述现象与衍射现象相符.选项A、B、D所述现象不属于衍射现象.
4.(多选)下列各图所示的现象为水波的衍射现象,S为波源,d为挡板上的小孔宽度,相邻弧线间距为一个波长,挡板两侧水的深度相同,其中符合事实的是( )
解析:选项A、B中小孔宽度明显大于波长,衍射现象不明显,故选项A错误,选项B正确.选项C、D中小孔宽度明显小于波长,衍射现象明显,但穿过小孔后,波速和频率不变,波长不变,故选项C正确,选项D错误.
5.一列波以60°入射角入射到两种介质的界面,反射波刚好与折射波垂直.已知入射波的波长为0.6 m.求:(1)折射波的波长;(结果保留两位有效数字)(2)反射波的波长.
解析:(1)如图所示,设折射角为θ,由题意可知,
答案:(1)0.35 m　(2)0.6 m
(2)反射波的频率和波速不变,和入射波的相等,所以其波长不变,仍为0.6 m.
情境　“B超”可用于探测人体内部器官的病变状况.下页图是超声波从肝脏表面入射,经折射与反射,最后从肝脏表面射出的示意图.超声波在进入肝脏发生折射时