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1、第三章 机械波3.波的反射、折射和衍射教学目标C O N T E N T010203知道波发生明显衍射的条件及其特征理解反射定律的内容知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射横波 纵波波峰波谷疏部 密部机械波：机械振动在介质中的传递。波的描述时间周期性：周期T，频率f空间周期性：波长复习回顾波形图P1vP2新课引入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,这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力?水波的反射反射线与法线的夹角入射角（i）：入射线与法线的夹角反射角（i）：1.波的反射：波遇到介质界面会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射 法线界面波的反射
2、现象有什么规律呢？用一条射线代表入射波的入射方向（入射线）用另一条射线代表反射波的反射方向（反射线）波的反射一知能提升反射波的频率、波速和波长都不变.波遇到两种介质界面时，总存在反射.注意：法线平面2.反射规律：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 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。波的折射二知能提升1.波在传播过程中遇到障碍物时波的行为会发生什么变化？2.两列波在空间相遇时会发生什么现象？波的衍射：波可以绕过障碍物或通过障碍物上的孔、缝而在障碍物的后面继续传播，这种现象叫做波的衍射。声波绕过墙壁水波绕过芦苇水波绕过礁
3、石波的衍射三知能提升1.观察孔、缝宽度对衍射的影响规律：波长不变，狭缝宽度d与波长相差不多时，衍射现象更明显。波长不变，改变挡板缝宽2.观察波长对衍射的影响规律：波长与狭缝宽度相差不多时，衍射现象更明显；挡板缝宽不变，改变波长波长减小，衍射现象变得不明显；波长与狭缝宽度相比非常小，水波将沿直线传播。发生明显衍射现象的条件：1.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。2.衍射的实质：振动的形式和能量传到障碍物后方的阴影区域中。声波波长：1.7 cm 17 m一切波都能发生衍射。衍射是波特有的现象。“闻其声而不见其人”是为什么？光波波长：0.4m
4、0.7 m例.图中S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。为使A处水也能发生振动，下列方法无效的是()A.移动N使狭缝的宽度增大 B.使波源的频率减小C.使波源的周期增大 D.移动N使狭缝的宽度减小A典例精析一、波的反射二、波的折射三、波的衍射课堂小结1.以下关于波的衍射的说法正确的是()A.波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象B.当障碍物的尺寸比波长大得多时,衍射现象很明显C.当孔的大小比波长小时,衍射现象很明显D.只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时,才会发生明显的衍射现象解析:凡是波都能发生衍射现象,不过有时衍
5、射现象明显,有时衍射现象不明显。只有当缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时,才能发生明显的衍射现象。C2.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,故选项D正确。D3.(多选)观察水面波衍射的实验装置如图所示,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
6、传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长,则波经过孔之后的传播情况,下列描述正确的是()A.此时能明显观察到波的衍射现象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,能更明显地观察到衍射现象ABC解析:从题图中可看出孔AB的尺寸小于一个波长,所以此时能明显地观察到波的衍射现象,选项A正确;因为穿过挡板小孔后的波速不变,频率相同,所以波长也相同,选项B正确;若将孔AB扩大,将可能不满足发生明显衍射现象的条件,就有可能观察不到明显的衍射现象,选项C正确;若将波源频率增大,由于波速不变,所以波长变小,将可能不满足发生
7、明显衍射现象的条件,就有可能观察不到明显的衍射现象,选项D错误。4.当一个探险者进入一个山谷后,为了估测出山谷的宽度,他吼一声后,经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音,又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音,若声速为340 m/s,则这个山谷的宽度约为()A.170 m B.340 mC.425 m D.680 m解析:右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.5 s,左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=2 s。山谷的宽度为 340 m=425 m。C5.如图所示，挡板 M是固定的，挡板 N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点，可以采用什么办法？N板上移减小孔的大小；降低波源振动频率、增加波长。