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(共23张PPT)
第三章 机械波
3.3 波的反射，折射和衍射现象
目录
01
02
03
波的反射
波的折射
波的衍射
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波的反射
波的折射
波的衍射
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01
02
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波的反射
波的折射
波的衍射
学习目标
(1)通过实验认识波的反射、折射和衍射现象。
(2)通过用射线解释反射、折射现象，认识波动中建构物理模型的方法。
(3)知道波的衍射现象。
(4) 通过实验探究，学习波产生明显衍射现象的条件。
教学重难点
重点：
(1)通过观察实验，认识波的反射、折射和衍射现象。
(2)通过水波衍射实验归纳产生明显衍射现象的条件。
难点：
(1)构建物理模型，能够画出反射、折射的示意图。
(2)知道不同物理现象对应物理量中的变量与不变量。
这是声波在云层界面多次反射造成的。
对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，就是声波在峭壁上反射的结果。
夏日的雷声轰鸣不绝
思考：
你是否注意过水波的反射？波的反射应该遵从什么规律？
一、波的反射
观察：
水波的反射
当水波遇到挡板时会发生反射，水波的反射与光的反射遵循同样的规律。
定义：波在传播的过程中,遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象叫作波的反射。
一、波的反射
法线
分界面
（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．
入射线
反射线
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传播时，在交界面处将发生折射。
观察：
波的折射
1.定义：
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。
2.折射定律：
折射角（r）：
折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角。
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）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。
（1）折射的原因：是波在不同介质中的速度不同.
3.理解
（5）折射时，波的频率不变，波速和波长都发生改变。
三、波的衍射
在水塘里，水波遇到小石、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播。
思考：
定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。
波在什么条件下能够发生明显的衍射现象？
三、波的衍射
观察：
水波的衍射
你能得到什么样的规律？
三、波的衍射
（1）狭缝宽度比波长大得多的情况下，波沿直线传播，在挡板后面产生“阴影区 ”。
（2）在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小的情况下，发生明显的衍射现象。
实验现象：
波长一定的水波通过宽度不同的狭缝
甲
乙
当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。
注意：
三、波的衍射
甲
乙
丙
波长不同的水波通过宽度一定的狭缝
保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长：
波长与狭缝宽度相差不多时，有明显的衍射现象，随着波长的减小，衍射现象变得不明显
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。
波发生明显衍射的条件：
三、波的衍射
这是在浙江歌舞剧院建院50周年的纪念活动中,评委隔着布幔和箱子做成的隔断倾听选手们的演奏。
闻其声不见其人
隔墙有耳
这都是声波的衍射现象。
一切波都能发生衍射
衍射是波特有的现象
波的反射折射和衍射
波的反射
波的折射
波的衍射
水波的反射现象
波的反射规律
光和水波的折射现象
波的折射规律
水波和声波的衍射现象
发生明显衍射的条件
课堂检测
1.如图所示,某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时产生反射和折射,若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°,此波在甲介质中的波速为2.08×105 km/s,在乙介质中的波速为1.2×105 km/s。
(1)该波的折射角为多少
(2)该波在两种介质中的波长比为多少
答案:(1)30°
解析:(1)由反射定律可得反射角为60°,由题图的几何关系可得折射角为r=30°。
课堂检测
2.对于波长为100 m的声波,下列说法正确的是(　　)
A.在同一介质中,比波长为20 m的声波传播快
B.在空气中的频率比在水中大
C.声波能发生折射,但折射后频率发生变化
D.声波能发生反射,但反射后波速不变
答案:D
解析:机械波的传播速度由介质决定,波的频率由波源决定,与介质无关,所以折射后,波进入另一种介质,传播速度发生变化,反射后回到原来的介质,传播速度不变,故D选项正确。
课堂检测
3. (多选)右图是观察水波衍射的实验装置。AC和BD是两块挡板,AB是一个孔,O是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长,则关于波经过孔之后的传播情况,下列描述正确的是(　　)
A.此时能观察到波明显的衍射现象
B.挡板前后波纹间距离相等
C.如果将孔AB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,使波源频率增大,能观察到更
明显的衍射现象
答案:ABC
课堂检测
解析:观察题图可知道孔的尺寸与波长差不多,能观察到波明显的衍射现象,故选项A对;因波的传播速度不变,频率不变,故波长不变,即挡板前后波纹间距离应相等,故选项B对;若将孔AB扩大,且孔的尺寸远大于波长,则可能观察不到明显的衍射现象,故选项C对;若f增大,由λ= ,知λ变小,衍射现象变得不明显了,故选项D错。
课堂检测
4.小河中有一个实心桥墩P,A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶,俯视图如图所示,小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面,使形成的水波能带动树叶A振动起来,可以采用的方法是(　　)
A.提高拍打水面的频率
B.降低拍打水面的频率
C.无论怎样拍打,A都不会振动起来
D.无需拍打,A也会振动起来
答案:B
解析:使形成的水波能带动树叶A振动起来,必须使水面形成的波的波长足够长,衍射现象明显,可以采用的方法是降低拍打水面的频率,选项B正确。

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