波的反射折射和衍射（課件）高二物理（人教版2019選擇性）

第三章：第3節(jié)波的反射、折射和衍射高中物理選擇性必修第一冊主講老師：×××目錄CONTENT高中物理選擇性必修第一冊波的反射波的折射波的衍射課堂小結(jié)問題？01.高中物理選擇性必修第一冊

我們知道，聲音在傳播過程中，遇到障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生反射。對著遠(yuǎn)處的峭壁大喊一聲會(huì)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？觀察與思考02.高中物理選擇性必修第一冊波的反射應(yīng)該遵從什么規(guī)律？波的反射第一部分波的反射01.高中物理選擇性必修第一冊法線分界面2.反射定律：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)，反射角等于入射角。（1）反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同．（2）波遇到兩種介質(zhì)界面時(shí)，總存在反射．1.定義：當(dāng)波傳播到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分返回來繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。3.說明：學(xué)以致用1、202.高中物理選擇性必修第一冊2．回聲是聲波的反射現(xiàn)象．1．夏日的雷聲轟鳴不絕聲波在云層界面多次反射．

聲波在普通房間里遇到墻壁，地面，天花板發(fā)生反射時(shí)，由于距離近，原聲與回聲幾乎同時(shí)到達(dá)人耳．人耳只能分開相差0.1s以上的聲音．所以，在房間里聽不到回聲，人在房間里講話感覺聲音比在野外大，而普通房間里的慢帳、地毯、衣物等會(huì)吸收聲波，會(huì)影響室內(nèi)的聲響效果．學(xué)以致用303.高中物理選擇性必修第一冊3.如圖所示，一場大雪過后，人們會(huì)感到外面萬籟俱寂．這是怎么回事？難道是人的活動(dòng)減少了嗎？高中物理選擇性必修第一冊

【分析】剛下過的雪是新鮮蓬松的，它的表面層有許多小氣孔．當(dāng)外界的聲波傳入這些小氣孔時(shí)便要發(fā)生反射．由于氣孔往往是內(nèi)部大而口徑小．所以，僅有少部分波的能量能通過口徑反射回來，而大部分的能量則被吸收掉了．所以不是人的活動(dòng)減少了。學(xué)以致用3分析04.高中物理選擇性必修第一冊4.《列子.湯問》里記載：秦青顧謂其友曰：“昔韓娥東之齊，匱糧，過雍門，鬻歌假食。既去而余音繞梁欐，三日不絕，左右以其人弗去?！薄獋髡f春秋戰(zhàn)國時(shí)代，韓國有個(gè)名叫韓娥的歌唱能手，為了贊美她的歌聲，有了“余音繞梁，三日不絕”這個(gè)成語。請解讀“余音繞梁，三日不絕”中的科學(xué)知識。是聲波的反射，當(dāng)然這里運(yùn)用了夸張的表達(dá)手法。學(xué)以致用405.學(xué)以致用5——回聲測距06.高中物理選擇性必修第一冊1.當(dāng)聲源不動(dòng)時(shí),聲波遇到了靜止障礙物會(huì)返回來繼續(xù)傳播,由于反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播速度相同,因此,入射波和反射波在傳播距離一樣的情況下,用的時(shí)間相等,設(shè)經(jīng)過時(shí)間t聽到回聲,則聲源距障礙物的距離為s=v聲

。2.當(dāng)聲源以速度v向靜止的障礙物運(yùn)動(dòng)或障礙物以速度v向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí),聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為s=(v聲+v)。3.當(dāng)聲源以速度v遠(yuǎn)離靜止的障礙物或障礙物以速度v遠(yuǎn)離靜止的聲源時(shí),聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離s=(v聲-v)。高中物理選擇性必修第一冊

蝙蝠在飛行時(shí)，會(huì)發(fā)出一種尖叫聲，這是一種超聲波信號，是人類無法聽到的，因?yàn)樗囊纛l很高。這些超聲波的信號若在飛行路線上碰到其他物體，就會(huì)立刻反射回來，在接收到返回的信息之后，蝙蝠于振翅之間就完成了聽、看、計(jì)算與繞開障礙物的全部過程。學(xué)以致用607.觀察與思考08.高中物理選擇性必修第一冊原始的捕魚方法——叉魚！魚叉是直的，我們看到視頻里的魚叉插進(jìn)水中是彎的,正如我們看到的水中的鉛筆，這就是光的折射現(xiàn)象。機(jī)械波會(huì)發(fā)生折射嗎？波的折射第二部分波的折射01.高中物理選擇性必修第一冊1.定義：波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射。（同初中光的折射）2.折射定律：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)．界面介質(zhì)I介質(zhì)II法線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。（第四章《光》具體介紹）對折射的理解03.高中物理選擇性必修第一冊2.當(dāng)入射速度大于折射速度時(shí)，折射角折向法線。3.當(dāng)入射速度小于折射速度時(shí)，折射角折離法線。4.當(dāng)垂直界面入射時(shí)，傳播方向不改變。5.折射時(shí)，波的頻率不變，波速和波長都發(fā)生改變。1.折射的原因：是波在不同介質(zhì)中的速度不同.思考與應(yīng)用04.高中物理選擇性必修第一冊

如圖所示，駱駝隊(duì)白天在沙漠中行走時(shí)，隊(duì)伍后面的喊聲，隊(duì)伍前面往往聽不到，而夜晚就不同，聽的比較清楚，這是什么原因？提示：白天近地面的氣溫較高，聲速較大，聲速隨離地面高度的增加而減小.導(dǎo)致聲音傳播方向向上彎曲；夜晚地面溫度較低，聲速隨離地面高度的增加而增加，聲波的傳播方向向下彎曲，這也是在夜晚聲波傳播得比較遠(yuǎn)的原因．波的反射與折射的對比05.高中物理選擇性必修第一冊波現(xiàn)象波的反射波的折射傳播方向改變θ反＝θ入改變θ折≠θ入頻率f不變不變波速v不變改變波長λ不變改變波的衍射第三部分問題？01.高中物理選擇性必修第一冊

我們學(xué)過成語“隔墻有耳”，也知道“未見其人，先聞其聲”的出處，你知道其中蘊(yùn)含著物理原理嗎？觀察與思考02.高中物理選擇性必修第一冊在水塘里微風(fēng)激起的水波遇到突出水面的小石子、蘆葦?shù)葧?huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？會(huì)繞過它們繼續(xù)傳播，好像它們不存在一樣。波的衍射03.高中物理選擇性必修第一冊障礙物陰影區(qū)陰影區(qū)陰影區(qū)陰影區(qū)波源定義：波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做波的衍射。波的衍射——波延展到“

影子”區(qū)域里的現(xiàn)象。衍：延展之意水波的衍射04.高中物理選擇性必修第一冊波的衍射現(xiàn)象05.高中物理選擇性必修第一冊實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在狹縫寬度d一定，不同波長的水波的衍射λ1=0.3dλ2=0.5dλ3=0.7d明顯較明顯不明顯發(fā)生明顯衍射的條件06.高中物理選擇性必修第一冊實(shí)驗(yàn)表明：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。1.衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。2.衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯與不明顯的差異。4.一般情況下，波長較大的波容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。3.障礙物或孔的尺寸大小，并不是決定衍射能否發(fā)生的條件，僅是發(fā)生明顯衍射的條件波的衍射的應(yīng)用07.高中物理選擇性必修第一冊無線電波繞過高大建筑物,聲波比光波更容易發(fā)生明顯衍射，主要是因?yàn)闊o線電波和聲波的波長較長的緣故。聲波波長：1.7cm——17m光波波長：0.4um——0.7um無線電波：0.3cm——3000m總結(jié)提升第四部分課堂小結(jié)高中物理選擇性必修第一冊01波的反射02波長折射03波的衍射波