2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第3章机械波第3节波的反射、折射和衍射(1)课件

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3.3波的反射、折射和衍射文学文化中的科学知识《红楼梦》中有个非常有名的人物：“未见其人，先闻其声”这人是谁？大家可知道“余音绕梁，三日不绝”的出处？《列子.汤问》里记载：秦青顾谓其友曰：“昔韩娥东之齐，匮粮，过雍门，鬻歌假食。既去而余音绕梁欐，三日不绝，左右以其人弗去。”传说春秋战国时代，韩国有个名叫韩娥的歌唱能手，为了赞美她的歌声，有了“余音绕梁，三日不绝”这个成语。以上两个文学事例里包含了什么物理知识呢？原始的捕鱼方法——叉鱼！鱼叉是直的，为什么我们看到视频里的鱼叉插进水中是弯的？要想叉到鱼需要注意什么呢？波的反射、折射和衍射一、波的反射 波的反射：当波传播到两种介质的分界面时，一部分返回来继续传播的现象。波的反射现象存在什么规律？模型建构一、波的反射反射定律：（1）入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 （2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同． （3）波遇到两种介质界面时，总存在反射． 怎样表示水波的入射方向和反射方向？生活思考一、波的反射“余音绕梁，三日不绝” 中的科学知识是声波的反射，当然这里运用了夸张的表达手法如图所示，一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静．这是怎么回事？难道是人的活动减少了吗？提示：刚下过的雪是新鲜蓬松的，它的表面层有许多小气孔．当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射．由于气孔往往是内部大而口径小．所以，仅有少部分波的能量能通过口径反射回来，而大部分的能量则被吸收掉了．所以不是人的活动减少了.生活思考一、波的反射二、波的折射 波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射。模型建构波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同折射定律： 入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比。二、波的折射二、波的折射1.当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线。2.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线。3.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例。4.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变。模型建构注意：所以大家现在知道要想精准叉到鱼，要怎么叉了吗？二、波的折射比较波的反射与折射二、波的折射生活思考 如图所示，骆驼队白天在沙漠中行走时，队伍后面的喊声，队伍前面往往听不到，而夜晚就不同，听的比较清楚，这是什么原因？ 白天近地面的气温较高，声速较大，声速随离地面高度的增加而减小导致声音传播方向向上弯曲；夜晚地面温度较低，声速随离地面高度的增加而增加，声波的传播方向向下弯曲，这也是在夜晚声波传播地比较远的原因．三、波的衍射 波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。1.一切波都能发生衍射2.衍射是波特有的现象波在什么条件下能够发生明显的衍射现象呢？三、波的衍射实验探究演示1：下面通过一个模拟视频观察水波通过不同宽度狭缝的传播情况水波通过狭缝后的传播情况结论1：波长一定的情况下，狭缝窄的，衍射现象比较明显是不是可以得出结论狭缝越窄，衍射越明显呢？演示2：保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长，观察波的传播情况有什么变化。结论2：狭缝的宽度不变的情况下，波长越接近狭缝宽度，衍射现象越明显三、波的衍射实验探究只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。三、波的衍射实验探究结论1：波长一定的情况下，狭缝窄的，衍射现象比较明显结论2：狭缝的宽度不变的情况下，波长越接近狭缝宽度，衍射现象越明显发生明显衍射现象的条件：现在大家能说说，刚上课时提到的“未见其人，先闻其声”是因为什么了吗？声波的衍射三、波的衍射生活思考医院中有一种“B超”仪器，常用来探测人体内脏的位置及发现可能的病变，这种仪器为什么要使用超声波而不用普通的声波？三、波的衍射生活思考1）超声波的频率范围为大于20000Hz，其相应波长小于17mm；超声波波长短，不易衍射，在一定距离内沿直线传播，方向性好，故所拍图像清晰。2）超声波频率高，故超声波能量大，才容易穿透皮肤和组织。 课堂小结一、 波的反射：当波传播到两种介质的分界面时，一部分返回来继续传播的现象。二、波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象。四、波的衍射：波绕过障碍物继续传播的现象。三、波的反射与折射的比较 只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。