3.3波的反射、折射和衍射 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册(共20张PPT)

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3.3波的反射、折射和衍射 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册(共20张PPT)

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新课导入:
你能解释这是为什么吗?
波的反射:
法线
分界面
2.反射定律: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。
(1)反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同.
(2)波遇到两种介质界面时,总存在反射.
1.定义:当波传播到两种介质的分界面时,一部分返回原来介质继续传播的现象。
3.说明:
波的反射:
学以致用:
1.夏日的雷声为什么轰鸣不绝?
2.你还能举出哪些机械波反射的例子?
我们知道光从一种介质进入到另一种介质时会发生折射,那么机械波会发生折射吗?
水波、声波等
波的折射:
我们知道光从一种介质进入另一种介质时会发生折射现象,那么机械波是否也会发生折射现象呢?
1.波的折射:波从一种介质进入另一种介质时,波的传播方向发生改变的现象。
2.波的折射定律:
(1)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。
界面
介质I
介质II
法线
波的折射:
2.波的折射定律:
(2)当入射速度大于折射速度时,折射角折向法线。
(3)当入射速度小于折射速度时,折射角折离法线。
(4)当垂直界面入射时,传播方向不改变,属折射
中的特例。
(5)在波的折射中,波的频率不改变,波速和波长都发生改变。
3.波发生折射的原因:是波在不同介质中的速度不同。
界面
介质I
介质II
法线
波的折射:
仔细观察:当水波遇到障碍物时会出现什么现象?
会绕过它们继续传播,好像它们不存在一样。
思考与观察:
1.波的衍射:波绕过障碍物继续传播的现象。
障碍物
阴影区
阴影区
阴影区
阴影区
波源
衍——延展之意;波的衍射——波延展到“影子”区域里的现象。
波的衍射:
思考与讨论:
(1)为什么当水波在前进方向上遇到大的石头,水波就绕不过去了呢?
(2)波在什么条件下能够发生明显的衍射现象呢?
波的衍射:
波的衍射:
水波的衍射
2.发生明显衍射的条件: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。
是否可以说成是发生衍射现象的条件?
思考与讨论:
波的衍射:
3.注意:
(1)衍射是波特有的现象,一切波都会产生衍射现象。
(2)衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异。
(3)障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发生的条件,仅是发生明显衍射的条件
(4)一般情况下,波长较大的波容易产生明显的衍射现象。
波的衍射:
思考与讨论:
1.“隔墙有耳”这一成语中蕴含着怎样的物理学原理?
2.“闻其声而不见其人”是否也蕴含着同样的物理学原理呢?
1、(多选)下列说法正确的是(  )
A.衍射是一切波特有的现象
B.对同一列波,障碍物或孔越小衍射越明显
C.听到回声是声波的衍射现象
D.听到墙外人的说话声是衍射现象
【正确答案】ABD
2、如图所示1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则(  )
A.2与1的波长、频率相等,波速不等
B.2与1的波速、频率相等,波长不等
C.3与1的波速、频率、波长均相等
D.3与1的频率相等,波速、波长均不等
【正确答案】D
3、如图所示,在水槽中放两块挡板,挡板中间留一个狭缝,观察水波经过狭缝后的传播情况。已知水波的波长不变,但狭缝的宽度不同,甲图狭缝较宽,乙图狭缝较窄。下列说法正确的是( )
A.机械波经过狭缝后均沿直线传播
B.甲图狭缝宽度比波长大得较多,衍射现象比较明显
C.乙图狭缝宽度跟波长相差不大,衍射现象比较明显
D.甲、乙两图中波的衍射现象均不明显
【正确答案】C
4、(多选)如图所示,S为波源,MN为两块挡板,其中M固定,N板可上下移动,两板中间有一块缝,此时测得A点没有发生振动,为了使A点能振动起来,可采取的方法是( )
A.增大波源的频率
B.减小波源的频率
C.将N板上移一些
D.将N板下移一些
【正确答案】BC
5、如图所示,正中心O点是水面上一波源,实、虚线分别表示该时刻的
波峰、波谷,A是挡板,B是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于 ( )
A.整个区域 B.阴影Ⅰ以外的区域
C.阴影Ⅱ以外的区域 D.阴影Ⅲ以外的区域
【正确答案】B
【解析】由题图中可直观看出,半波长为实虚两圆半径之差,且可看出挡板A的尺寸比波长大得多,而小孔B的大小与波长长度差不多。根据波发生明显衍射的条件知,该波在挡板A处的衍射现象很不明显,即可认为波沿直线传播,故Ⅰ区内水面无波形,故选项A、C、D错误;该波的波长与小孔B的大小差不多,能够发生明显的衍射,故在阴影区Ⅲ、Ⅱ之内明显存在衍射波的波形,故选项B正确。

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