人教版高中物理选择性必修第1册 第三章 机械波 3 波的反射、折射和衍射.pptVIP

3波的反射、折射和衍射第三章

内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习

学习目标1.知道什么是波的反射、折射和衍射现象,知道发生明显衍射现象的条件(物理观念)2.知道波发生反射现象时,反射角等于入射角,掌握入射角与折射角关系(科学思维)3.了解波的衍射在现代科技中的应用,感受物理与生活之间的联系(科学态度与责任)

思维导图

课前篇自主预习

[自主阅读]1.波的反射波的反射与光的反射遵循同样的规律。如图所示,当波传播到两种介质的交界处发生反射时,反射线、法线、入射线在同一平面内,反射线与入射线分居法线两侧,反射角等于入射角。反射波的波长、频率和波速都与入射波相同。

2.波的折射一切波都会发生折射现象。3.波的衍射(1)定义:波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫作波的衍射。(2)波发生明显衍射现象的条件: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。(3)一切波都能发生衍射。衍射是波特有的现象。

[自我检测]1.正误判断(1)反射波的频率、波速与入射波相同。()答案√(2)折射波的频率、波速与入射波相同。()答案×(3)夏日的雷声有时轰鸣不绝,原因是声波在云层里多次反射。()答案√

(4)闻其声而不见其人,说明声波能发生衍射现象。()答案√(5)孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象。()答案×

2.(多选)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B.波发生反射时频率、波长、波速均不变C.波发生折射时的频率不变,但波长、波速发生变化D.波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化解析波发生反射时因介质未变,故频率、波长、波速均不变;波发生折射时因波源不变而介质变,故频率不变,波长和波速均发生变化。B、C两项正确。答案BC

3.(多选)一列波在传播过程中通过一个障碍物,发生了一定程度的衍射,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 B.减小波的频率C.缩小障碍物的尺寸 D.增大波的频率解析波在介质中传播时波速是由介质决定的,与波的频率无关,所以改变波的频率不会改变波速,但由v=λf可知,当波速一定时,减小频率则波长增大。而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多,要使衍射现象变得明显,可以通过缩小障碍物的尺寸,或增大波长即减小波的频率来实现,B、C选项正确。答案BC

课堂篇探究学习

问题一波的反射及其应用[情境探究]如图所示,在水槽中,点波源所发出的圆形水波遇直线界面反射后的波形仍为同心圆形。请举例说明生活中波的反射现象。要点提示回声是声波的反射现象,对着山崖或高墙说话,声波传到山崖或高墙时,会被反射回来继续传播。

[知识归纳]1.波的反射波遇到障碍物会返回原介质继续传播的现象。反射波的波长、频率和波速都跟入射波相同。

2.回声测距(1)当声源不动时,声波遇到了静止障碍物会返回来继续传播,由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同,因此,入射波和反射波在传播距离一样的情况下,用的时间相等,设经过时间t听到回声,则声源距障碍物的距离为s=。(2)当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时,声源发声时障碍物到声源的距离为s=(v声+v)。(3)当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时,声源发声时障碍物到声源的距离s=(v声-v)。

3.超声波定位蝙蝠、海豚能发出超声波,超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来。蝙蝠、海豚就是根据接收到反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置,从而确定飞行或游动方向。要点笔记波在同一种均匀介质中传播时波速不变。

[典例剖析]例题1有一辆汽车以15m/s的速度匀速行驶,在其正前方有一陡峭山崖,汽车鸣笛2s后司机听到回声,此时汽车距山崖的距离有多远?(v声=340m/s)

解析汽车匀速行驶,速度为v车=15m/s,声音在空气中传播速度不变。汽车从发出笛声到接收到笛声,二者运动时间相同。如图所示。设汽车在A点发出笛声,A点到山崖B的距离为x1,汽车运动到C点接收到笛声,设AC距离为x2,CB距离为x,因二者运动时间相同,则有x1=x2+x①x1+x=v声t=340m/s·t②x2=v车t=15m/s·t③联立①②③得x=325m。答案325m

规律方法声波反射的应用技巧(1)利用反射定律解决实际问题,主要是利用声波的直线传播及其反射特点,考查匀速直线运动规律的应用。(2)利用声波的反射测量距离、速度是此类问题的重点,应利用声波的直线传播和反射定律作出声波传播的示意图,再结合几何关系求解。

变式训练1甲、乙两人平行站在一堵墙前面,二人相