高中人教物理選擇性必修一3.3 波的反射、折射和衍射（導(dǎo)學(xué)案）同步備課 - 副本

1、3.3波的反射、折射和衍射1.了解波的反射現(xiàn)象，知道波的反射定律，并學(xué)會利用反射定律解釋生活中的的相關(guān)現(xiàn)象。2.知道什么是波的衍射，理解發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件3.知道波傳播到兩種介質(zhì)的交界面時，會同時產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象。【重點】波的反射、折射現(xiàn)象及折射率的計算；波的衍射，以及波產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件?！倦y點】構(gòu)建物理模型，能夠畫出反射、折射的示意圖，知道不同物理現(xiàn)象對應(yīng)物理量中的變量與不變量。【課前自主學(xué)習(xí)】知識前置波的反射 1波的反射：波遇到障礙物_繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的反射。 2入射角（i）和反射角（i）：入射波的波線與_的夾角i叫做入射角。反射波的波線與_的夾角i 叫做反射角。波的折

2、射 1波的折射：波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，波的_的現(xiàn)象叫做波的折射。2折射角（r）：折射波的波線與_的夾角r叫做折射角。波的衍射1、概念：波在傳播過程中偏離直線路徑，_障礙物的后面繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。2、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物（或孔）的尺寸與波長 _ ，或比波長_。 對相同的障礙物，波長越_，衍射現(xiàn)象越明顯。二、新知學(xué)習(xí)1.想一想：我們知道，聲音在傳播過程中，遇到障礙物時會發(fā)生反射。對著遠處的峭壁大喊一聲會聽到回聲，就是聲波在峭壁上反射的結(jié)果。生活中，你是否注意過水波的反射？波的反射應(yīng)該遵從什么規(guī)律？蝙蝠在飛行的時候，喉內(nèi)能夠產(chǎn)生超聲波，超聲波通過口腔發(fā)射出來。當超聲波遇到昆蟲或障礙物

3、而反射回來時，蝙蝠能夠用耳朵接受，并能判斷探測目標是昆蟲還是障礙物，以及距離它有多遠。人們通常把蝙蝠的這種探測目標的方式，叫做“回聲定位”。蝙蝠的回聲定位回聲探測設(shè)備是最早的一類水下聲學(xué)儀器，這種設(shè)備得到了廣泛地應(yīng)用。所有這樣的設(shè)備都有一個共同的特點：它們都利用一組發(fā)射換能器在水下發(fā)射聲波，使聲波沿海水介質(zhì)傳播，直到碰到目標后再被反射回來，反射回來的聲波被接收換能器接收。然后再由聲納員或計算機處理收到的信號，進而確定目標的參數(shù)和類型。回聲探測儀在發(fā)波水槽一端有一平板振動發(fā)生器，振動發(fā)生器在水槽中能夠產(chǎn)生水波。在水槽中斜向放置一個擋板，觀察水波在傳播過程中發(fā)生的現(xiàn)象。一、研究機械波的反射規(guī)律定義

4、：_?，F(xiàn)象：_。特點：_。反射定律：在波的反射中，入射角為入射波的_與界面法線的夾角；反射角為反射波的波線與_的夾角；反射角_入射角；反射波的波長、頻率和波速都與入射波相同。1實驗探究：觀察波的反射現(xiàn)象2分析論證：研究機械波的反射規(guī)律3反射規(guī)律：（1）入射線、法線、反射線在同一平面內(nèi)，入射線與反射線分居法線兩側(cè)，反射角_入射角。（2）反射波的波長、頻率、波速都跟入射波_。（3）波遇到兩種介質(zhì)界面時，總存在反射研究機械波的折射規(guī)律定義：_?，F(xiàn)象：_。特點：_。1折射定律：_。2折射的兩種情況：如圖所示。（1）當入射角度_折射角度時，折射角折向法線。（2）當入射角度_折射角度時，折射角折離法線。（

5、3）當垂直界面入射時，_不改變，屬折射中的特例。實驗探究觀察波的折射現(xiàn)象：分析論證用惠更斯原理研究機械波的折射規(guī)律：折射規(guī)律：（1）入射線、法線、折射線在同一平面內(nèi)，入射線與折射線分居法線兩側(cè)。入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中的速度跟波在第二種介質(zhì)中的速度之比：（2）當入射速度大于折射速度時，折射角_法線；當入射速度小于折射速度時，折射角_法線。（3）在波的折射中，波的頻率_，波速和波長_。 （4）波發(fā)生折射的原因：_。 思考：當垂直界面入射時，傳播方向會不會發(fā)生改變？研究機械波的衍射規(guī)律定義：_。發(fā)生明顯衍射的條件：_。關(guān)于衍射的兩點說明：_。實驗探究觀察波的衍射現(xiàn)象：說明

6、:_。結(jié)論：_。1.(多選)下列屬于波的衍射現(xiàn)象的是()A.隔墻有耳B.空山不見人,但聞人語響C.余音繞梁,三日而不絕D.夏日雷聲轟鳴不絕2.(單選）以下關(guān)于波的認識,不正確的是()A.潛艇利用聲吶探測周圍物體的分布情況,用的是波的反射原理B.隱形飛機怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì),是為了減少波的反射,從而達到隱形的目的C.超聲雷達的工作原理是利用波的折射D.水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象,是波的折射現(xiàn)象3.(單選)下列現(xiàn)象中屬于波的衍射的是（）A敲響一個音叉，另一個完全相同的音叉也響了起來B掛在同一水平繩上的幾個單擺，當一個振動后，另外幾個也跟著一起振動起來C敲響一個音叉，并使音叉

7、慢慢轉(zhuǎn)動，聽到音叉忽輕忽響的聲音D水波向前傳播時，遇到突出水面的小樹枝不會受影響地繼續(xù)向前傳播4（多選）如圖所示是觀察水面波衍射的實驗裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋（圖中曲線）之間距離表示一個波長，則波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述正確的是（ ）A此時能觀察到明顯的波的衍射現(xiàn)象B擋板前后波紋間距離相等C如果將孔AB擴大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能觀察到更明顯的衍射現(xiàn)象5.甲、乙兩人分乘兩只小船在湖中釣魚，兩船相距24m。有一列水波在湖面上傳播，使每只船每分鐘上下浮動20次，當甲船位于

8、波峰時，乙船位于波谷，這時兩船之間還有5個波峰。(1)此水波的波長為多少？波速為多少？(2)若此波在傳播過程中遇到一根豎立的電線桿，是否會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？(3)若該波經(jīng)過一跨度為30m的橋洞，橋墩直徑為3m，橋墩處能否看到明顯衍射？(4)若該橋為一3m寬的涵洞，洞后能否發(fā)生明顯衍射？ 參考答案1.【答案】AB【解析】“余音繞梁,三日而不絕”和“夏日雷聲轟鳴不絕”主要是由聲音的反射引起的,不屬于波的衍射現(xiàn)象。“隔墻有耳”和“空山不見人,但聞人語響”屬于波的衍射現(xiàn)象。2.【答案】C【解析】聲吶探測水中的暗礁、潛艇等,利用了波的反射原理,A正確。隱形飛機隱形的原理是:通過降低飛機的聲、光、電等可

9、探測特征量,使雷達等防空探測器無法早期發(fā)現(xiàn)?？稍陔[形飛機機身表面涂高效吸收電磁波的物質(zhì),或使用吸收雷達電磁波的材料,這樣在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱,隱形飛機很難被發(fā)現(xiàn),B正確。超聲雷達發(fā)射超聲波,然后根據(jù)被障礙物反射回的波判斷狀況,利用波的反射,C錯誤。水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象,是波的折射現(xiàn)象,D確。3.【答案】A【解析】Ad點是波峰與波谷相遇，振動減弱，振幅為零，故保持靜止，故A正確；BCDb點是波峰與波峰相遇，c點是波谷與波谷相遇，它們均屬于振動加強點，由于振幅是5 cm，則b點相對平衡位置高10 cm，而c點是波谷與波谷相遇，則c點相對平衡位置低10 cm，所以

10、b、c兩點的豎直高度差為20 cm，故BCD錯誤；Ea點位于加強點的連線上，仍為加強點，E錯誤。故選A。4.【答案】D【解析】A敲響一個音叉，另一個完全相同的音叉又響起來，這種現(xiàn)象是共振現(xiàn)象，故A錯誤；B掛在同一個水平繩上的幾個單擺，當一個振動后，另幾個也跟著一起振動，這種現(xiàn)象是受迫振動，故B錯誤；C敲響一個音叉，并使音叉慢慢轉(zhuǎn)動，聽到音叉忽輕忽響的聲音，這是聲波的干涉，故C錯誤；D水波向前傳播時，遇到突出水面的小樹枝不受影響地繼續(xù)向前傳播，屬于衍射現(xiàn)象，故D正確。故選D。5.【答案】ABC【解析】A由題圖可知，孔的尺寸與水波的波長差不多，故此時能觀察到明顯的波的衍射現(xiàn)象，A正確；B波通過孔后，波速、頻率、波長不變，則擋板前后波紋間的距離相等，B正確；C如果將孔AB擴大，若孔的尺寸遠大于水波的波長，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，C正確；D如果孔的大小不變，使波源頻率增大，因為波速不變，根據(jù) = 知，波長減小，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，D錯誤。故選ABC。6.【答案】(1)