《新教材高中物理第三章机械波3波的反射折射和衍射课件新人教版选择性必修第一册.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材高中物理第三章机械波3波的反射折射和衍射课件新人教版选择性必修第一册.pptx（42页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、3波的反射、折射和衍射第三章机械波学习目标学习目标学法指导学法指导1熟悉波反射和折射的熟悉波反射和折射的规规律律2认识认识波的衍射波的衍射现现象象3知道衍射是波特有的知道衍射是波特有的现现象象4熟悉波熟悉波发发生明生明显显衍射的条件衍射的条件1类类比光的反射、折射、衍射比光的反射、折射、衍射等等规规律，分析光与机械波的律，分析光与机械波的联联系系2总结总结波的反射、折射和衍射波的反射、折射和衍射的的应应用事例，思考其原理，逐步用事例，思考其原理，逐步提升提升应应用知用知识识的能力的能力知识导图知识导图预习导学|新知领悟1反射现象反射现象波遇到介质界面会波遇到介质界面会_继续传播的现象继续传播的
2、现象2反射角与入射角反射角与入射角(1)入射角：入射角：_线与法线的夹角，如图中的线与法线的夹角，如图中的.(2)反射角：反射角：_线与法线的夹角，如图中的线与法线的夹角，如图中的.波的反射、折射波的反射、折射返回来返回来入射入射反射反射3反射定律反射定律反反射射线线、法法线线与与入入射射线线在在_内内，反反射射线线与与入入射射线线分分居居法法线线两两侧，反射角侧，反射角_入射角入射角注注意意：反反射射波波与与入入射射波波的的波波长长、频频率率、波波速速都都相相等等，但但由由于于反反射射面面吸收一部分能量，反射波传播的能量将减少吸收一部分能量，反射波传播的能量将减少4折射现象折射现象(1)波波
3、在在传传播播过过程程中中，从从一一种种介介质质_另另一一种种介介质质时时，波波的的_方向发生改变的现象方向发生改变的现象(2)一切波都会发生一切波都会发生_现象现象同一平面同一平面等于等于进入进入传播传播折射折射人人们听不清听不清对方方说话时，除了，除了让一只耳一只耳朵转向向对方，方，还习惯性地把同性地把同侧的手附在耳旁，如的手附在耳旁，如图这样做是利用声波的什么特点提高耳做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收的接收能能力力？【答案】【答案】在耳廓原有形状、面积的基础上在耳廓原有形状、面积的基础上增增加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个手的面积是为了增加波的反射面积来提
4、高耳朵的接收能力一一列列声声波波从从空空气气中中传传入入水水中中，已已知知水水中中声声速速较较大大，则则声声波波频频率率_，波长，波长_【答案】【答案】不变变大不变变大【解解析析】由由于于波波的的频率率由由波波源源决决定定，因因此此波波无无论在在空空气气中中还是是在在水水中中频率率都都不不变，又又因因波波在在水水中中速速度度较大大，由由公公式式vf可可得得，波波在在水水中中的的波波长变大大(1)定义：波可以定义：波可以_继续传播，这种现象叫作波的衍射继续传播，这种现象叫作波的衍射(2)发发生生明明显显衍衍射射现现象象的的条条件件：只只有有缝缝、孔孔的的宽宽度度或或障障碍碍物物的的尺尺寸寸跟跟波
5、长波长_或者比波长或者比波长_时，才能发生明显的衍射现象时，才能发生明显的衍射现象(3)一切波都能发生一切波都能发生_，_是波特有的现象是波特有的现象波的衍射波的衍射绕过障碍物绕过障碍物相差不多相差不多更小更小衍射衍射衍射衍射1只只有有当当障障碍碍物物或或狭狭缝的的尺尺寸寸跟跟波波长相相差差不不多多时，才才能能发生生波波的的衍射衍射现象象吗？【答答案案】障障碍碍物物或或狭狭缝缝的的尺尺寸寸大大小小，并并不不是是决决定定衍衍射射能能否否发发生生的的条条件件，仅仅是是能能否否发发生生明明显显衍衍射射的的条条件件衍衍射射是是波波特特有有的的现现象象，一一切切波波都都会会发生衍射现象发生衍射现象2是否
6、孔的尺寸越小，衍射是否孔的尺寸越小，衍射现象越容易象越容易观察？察？【答答案案】不不是是当当孔孔的的尺尺寸寸非非常常小小时时，衍衍射射波波的的能能量量很很弱弱，实实际际上上很难观察到波的衍射很难观察到波的衍射(多多选)关于波的衍射现象，下列说法正确的是关于波的衍射现象，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当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B只只有有孔孔的的尺尺寸寸与与波波长长相相差差不不多多时时，或或者者比比波波长长还还小小时时才才会会观观察察到明显的衍射现象到明显的衍射现象C只有波才有衍射现象只有波才有衍射现象D“闻其声而不见其人闻其声而不见其人”属于波的
7、衍射现象属于波的衍射现象【答案】【答案】BCD【解解析析】当当孔孔的的尺尺寸寸比比波波长大大时，会会发生生衍衍射射现象象，只只不不过不不明明显只只有有当当孔孔、缝或或障障碍碍物物的的尺尺寸寸跟跟波波长相相差差不不多多，或或者者比比波波长更更小小时，才会才会发生明生明显的衍射的衍射现象象多维课堂|素养初培我我们在在山山中中或或在在大大的的空空房房间里里大声大声说话时，都会听到回声，都会听到回声波的反射和折射现象中各量的变化波的反射和折射现象中各量的变化问题问题这属于波的什么现象？这属于波的什么现象？【答案】【答案】波的反射现象波的反射现象1波的反射和折射的比较波的反射和折射的比较波波向向前前传传
8、播播在在两两介介质质的的界界面面上上同同时时发发生生了了反反射射和和折折射射现现象象，一一些些物物理量发生了相应变化，比较如下：理量发生了相应变化，比较如下：探究总结探究总结波波现现象象波的反射波的反射波的折射波的折射传传播方向播方向改改变变反反入入改改变变折折入入频频率率f不不变变不不变变波速波速v不不变变改改变变波波长长不不变变改改变变2说明说明(1)频频率率f由由波波源源决决定定，故故无无论论是是反反射射波波还还是是折折射射波波都都与与入入射射波波的的频频率，即波源的振动频率相同率，即波源的振动频率相同(2)波波速速v由由介介质质决决定定，因因反反射射波波与与入入射射波波在在同同一一介介
9、质质中中传传播播，故故波波速不变；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)据据vf知知，波波长长与与v及及f有有关关，即即与与介介质质及及波波源源有有关关反反射射波波与与入入射射波波在在同同一一介介质质中中传传播播，频频率率相相同同，故故波波长长相相同同折折射射波波与与入入射射波波在在不同介质中传播，不同介质中传播，f相同，相同，v不同，故不同，故不同不同素素养养点点评：本本探探究究通通过波波的的反反射射和和波波的的折折射射的的探探究究，培培养养“科科学学思思维”素养素养波的反射波的反射现象象精精练练1某某人人想想听听到到自自己
10、己发发出出的的声声音音的的回回声声，若若已已知知声声音音在在空空气气中中的的传传播播速速度度为为340 m/s，那那么么他他至至少少要要离离障障碍碍物物多多远远？(原原声声与与回回声声区区分分的最短时间为的最短时间为0.1 s)【答案】【答案】17 m变变式式1当当一一个个探探险险者者进进入入一一个个山山谷谷后后，为为了了估估测测出出山山谷谷的的宽宽度度，他他吼吼一一声声后后，经经过过0.5 s听听到到右右边边山山坡坡反反射射回回来来的的声声音音，又又经经过过1.5 s后后听听到到左左边边山山坡坡反反射射回回来来的的声声音音，若若声声速速为为340 m/s，则则这这个个山山谷谷的的宽宽度度约约
11、为为多少？多少？【答案】【答案】425 m回声测距的方法技巧回声测距的方法技巧利利用用回回声声测距距是是波波的的反反射射的的一一个个重重要要应用用，它它的的特特点点是是声声源源正正对障障碍物，声源碍物，声源发出的声波与回声在同一条直出的声波与回声在同一条直线上上传播播1若若是是一一般般情情况况下下的的反反射射，反反射射波波和和入入射射波波是是遵遵从从反反射射定定律律的的，可用反射定律作可用反射定律作图后再求解后再求解2利利用用回回声声测距距时，要要特特别注注意意声声源源是是否否运运动，若若声声源源运运动，声声源源发出出的的原原声声至至障障碍碍物物再再返返回回至至声声源源的的这段段时间与与声声源
12、源的的运运动时间相相同同3解解决决波波的的反反射射问题，关关键是是根根据据物物理理情情境境规范范作作出出几几何何图形形，然后利用几何知然后利用几何知识结合物理合物理规律律进行解行解题我我们在家中在家中经常听到常听到优美的声美的声乐从窗外从窗外飘来来问题问题(1)声音为什么没被障碍物所挡住？声音为什么没被障碍物所挡住？(2)这种现象叫什么名字？这种现象叫什么名字？【答答案案】(1)声声波波在在传传播播过过程程中中遇遇到到障障碍碍物物时时，可可以以绕绕过过障障碍碍物物继继续续传播传播(2)这是声波的衍射现象这是声波的衍射现象波的衍射波的衍射1衍衍射射是是波波特特有有的的现现象象，一一切切波波都都可
13、可以以发发生生衍衍射射凡凡能能发发生生衍衍射射现象的都有波的存在现象的都有波的存在2波波的的衍衍射射总总是是存存在在的的，只只有有“明明显显”与与“不不明明显显”的的差差异异，波波长较长的波容易发生明显的衍射现象长较长的波容易发生明显的衍射现象探究总结探究总结3波波传传到到小小孔孔(障障碍碍物物)时时，小小孔孔(障障碍碍物物)仿仿佛佛是是一一个个新新波波源源，由由它它发发出出与与原原来来同同频频率率的的波波在在小小孔孔(障障碍碍物物)后后传传播播，就就偏偏离离了了直直线线方方向向因因此，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况此，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况素素养养点点评：本本探探
14、究究通通过“波波的的衍衍射射”的的分分析析，培培养养“科科学学思思维”素素养养波的衍射波的衍射精精练练2(多多选选)一一列列波波在在传传播播过过程程中中通通过过一一个个较较大大障障碍碍物物，发发生生了了一一定程度的衍射，以下哪种情况可以使衍射现象更明显定程度的衍射，以下哪种情况可以使衍射现象更明显()A增大障碍物的尺寸增大障碍物的尺寸B减小波的频率减小波的频率C缩小障碍物的尺寸缩小障碍物的尺寸D增大波的频率增大波的频率【答案】【答案】BC【解解析析】波波在在介介质中中传播播时波波速速是是由由介介质决决定定的的，与与波波的的频率率无无关关，所所以以改改变波波的的频率率不不会会改改变波波速速，但但
15、由由vf可可知知，当当波波速速一一定定时，减减小小频率率则波波长增增大大而而发生生明明显衍衍射射的的条条件件是是障障碍碍物物或或孔孔、缝的的尺尺寸寸比比波波长小小或或相相差差不不多多，要要使使衍衍射射现象象变得得明明显，可可以以通通过缩小小障障碍碍物物的的尺尺寸寸，同同时增大波增大波长即减小波的即减小波的频率来率来实现，故，故B、C正确正确变变式式2(多多选选)如如图图所所示示分分别别表表示示一一列列水水波波在在传传播播过过程程中中遇遇到到了了小小孔孔(A、B图图)或障碍物或障碍物(C、D图图)，其中能发生明显衍射现象的有，其中能发生明显衍射现象的有()【答案】【答案】BD【解解析析】图B中中
16、小小孔孔与与波波长相相差差不不多多，能能发生生明明显衍衍射射图D中中障障碍碍物与波物与波长相差不多，能相差不多，能发生明生明显衍射故衍射故B、D正确正确衍射现象的两点提醒衍射现象的两点提醒1障障碍碍物物的的尺尺寸寸的的大大小小不不是是发生生衍衍射射的的条条件件，而而是是发生生明明显衍衍射射的条件，波的条件，波长越大越易越大越易发生明生明显衍射衍射现象象2当当孔孔的的尺尺寸寸远小小于于波波长时，尽尽管管衍衍射射十十分分明明显，但但衍衍射射波波的的能能量很弱，也很量很弱，也很难观察到波的衍射察到波的衍射核心素养微专题波的波的应用用B超超人人们在在说话或或唱唱歌歌的的时候候，我我们听听到到的的声声音
17、音称称为声声波波，它它的的频率率在在2020 000 Hz，超超过20 000 Hz以以上上的的声声波波，人人耳耳就就不不能能听听见，称称为超超声声波波，简称称超超声声超超声声在在诊断断疾疾病病时，有有多多种种形形式式：以以振振幅幅(amplitude)形形式式诊断断疾疾病病的的称称“一一维显示示”,因因振振幅幅第第一一个个英英文文字字母母是是A，故故称称A超超，又又称称一一维超超声声；以以灰灰阶即即亮亮度度(brightness)模模式式形形式式来来诊断断疾疾病病的的称称“二二维显示示”，因因亮亮度度第第一一个个英英文文字字母母是是B，故故称称B超超，又又称称二二维超超声声或或灰灰阶超声超声
18、【考题延伸】【考题延伸】(2020年年山山东海海岳岳中中学学月月考考)医医用用B超超仪仪发发出出的的超超声声波波频频率率为为7.25104 Hz，这这种种超超声声波波在在人人体体内内传传播播的的波波长长为为2 cm，在在给给某某患患者者的的肝肝脏脏病病变变部部分分进进行行检检测测时时(如如图图)，从从探探头头发发出出的的同同一一超超声声脉脉冲冲波波经经病病变变部部分分反反射射回回到到探探头头有有两两个个信信号号，相相隔隔时时间间为为t32 s，试试计计算算患患者者病病变变部部分分的的大大小小【答案】【答案】2.32 cm素养点素养点评：本本题通通过考考查B超，培养学生的超，培养学生的“科学思科
19、学思维”素养素养课堂小练|素养达成1(多多选)下列现象中利用波的反射的是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医生给病人做超声波检查C渔民利用声波探测鱼群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潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况【答案】【答案】BCD【解解析析】在在水水里里的的人人能能听听到到岸岸上上的的声声音音是是利利用用了了声声波波的的折折射射，超超声声波波检查身身体体、潜潜艇艇中中的的声声呐都都是是利利用用了了超超声声波波的的反反射射，渔民民利利用用声声波波探探测鱼群利用了声波的反射，故群利用了声波的反
20、射，故A错误，B、C、D正确正确2(2021届届新新余余一一中中检测)人人在在室室内内讲讲话话的的声声音音比比在在室室外外空空旷旷处处讲讲话话的声音要洪亮，是因为的声音要洪亮，是因为()A室内空气不流动室内空气不流动B室内声音多次反射室内声音多次反射C室内声音发生折射室内声音发生折射 D室内物体会吸附声音室内物体会吸附声音【答案】【答案】B【解解析析】在在室室内内听听到到的的声声音音洪洪亮亮是是因因为声声波波在在室室内内墙壁壁上上经过多多次次反射而得到加反射而得到加强，故，故B正确正确3(多多选)下列说法正确的是下列说法正确的是()A波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短波发生反射时，
21、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、波速均发生变化波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化【答案】【答案】BC【解解析析】波波发生生反反射射时，在在同同一一种种介介质中中传播播，因因此此波波长、波波速速和和频率率不不变；波波发生生折折射射时，频率率不不变，波波速速和和波波长发生生变化化故故A、D错误，B、C正确正确4(多多选)一一列列水水波波通通过过某某孔孔的的实实际际情情况况如如图图所所示示
22、，现现把把孔孔的的尺尺寸寸变变小小，或或者者把把水水波波的的波波长长变变大大，水水波波通通过过孔孔后后的的假假想想情情况况如如图图中中四四幅幅图图所所示，其假想错误的图示有示，其假想错误的图示有()A孔变小孔变小B孔变小孔变小C波长变大波长变大D波长变波长变大大【答案】【答案】BD【解解析析】衍衍射射现象象是是普普遍遍存存在在的的波波遇遇到到障障碍碍物物时都都有有绕过障障碍碍物物的的特特性性，即即衍衍射射现象象，但但只只有有当当障障碍碍物物或或孔孔的的尺尺寸寸比比波波长小小或或差差不不多多时才能才能观察到明察到明显的衍射的衍射现象故象故B、D正确正确5在在空空旷旷的的广广场场上上有有一一堵堵较
23、较高高大大的的墙墙MN，墙墙的的一一侧侧O点点有有一一个个正正在在播播放放男男女女声声合合唱唱歌歌曲曲的的声声源源某某人人从从图图中中A点点走走到到墙墙后后的的B点点，在在此此过过程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到()A声音变响，男声比女声更响声音变响，男声比女声更响B声音变响，女声比男声更响声音变响，女声比男声更响C声音变弱，男声比女声更弱声音变弱，男声比女声更弱D声音变弱，女声比男声更声音变弱，女声比男声更弱弱【答案】【答案】D【解解析析】由由于于MN很很高高大大，故故衍衍射射现象象比比较弱弱，由由于于女女声声音音调更更高高，波波长更小，所以衍射更不明更小，所以衍射更不明显，故，故D正确正确