人教版波的反射、折射和衍射优秀教学课件

1、3波的反射、折射和衍射第1页，共25页。第2页，共25页。自主阅读自我检测1.波的反射(1)概念:波在传播的过程中,遇到两种介质的时返回到 继续传播的现象叫作波的反射。(2)反射定律: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、入射线在内,反射线与入射线分居两侧,反射角_入射角。反射波的波长、频率和波速都与入射波。分界面原介质同一平面法线等于相同第3页，共25页。自主阅读自我检测2.波的折射波在传播过程中,从一种介质进入另一种介质时,波传播的方向发生的现象叫作波的折射。3.波的衍射(1)定义:波可以绕过继续传播,这种现象叫作波的衍射。(2)波

2、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相差不多,或者比时,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。偏折障碍物波长波长更小第4页，共25页。自主阅读自我检测正误判断1.反射波的频率、波速与入射波相同。()2.折射波的频率、波速与入射波相同。()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形成的。()4.闻其声而不见其人,说明声波能发生衍射现象。()5.孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象。()6.孔的尺寸比波长小能观察到明显的衍射现象。()第5页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测波的反射及其应用情境探究人们听不清对方说话时,除了

3、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?要点提示:在耳朵原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵接收到声波的强度。第6页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测知识归纳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=v声 。(2)当声源以速度v向静止的障碍

4、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) 。第7页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测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。波在同一种均匀介质中传播时波速不变。第8页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测典例剖析例题1有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶,在其正前方有一陡峭山崖,汽车鸣笛2 s后司

5、机听到回声,此时汽车距山崖的距离有多远?(v声=340 m/s)第9页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测解析:汽车匀速行驶,速度为v车=15 m/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+xx1+x=v声t=340 m/stx2=v车t=15 m/st联立得x=325 m。答案:325 m第10页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测技巧点拨 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

6、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。第11页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测变式训练1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 mB.340 mC.425 mD.680 m答案:C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=

7、2 s。山谷的宽度为 340 m=425 m。第12页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测波的反射、折射现象中各量的变化情境探究波由介质进入介质时频率变化吗?波长变化吗?要点提示:频率不变;波长变化。 第13页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测知识归纳1.频率f由波源决定,故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率即波源的振动频率相同。2.波速v由介质决定,因反射波与入射波在同一介质中传播,故波速不变;而折射波与入射波在不同介质中传播,所以波速变化。3.据v=f知,波长与v及f有关,与介质及波源有关。反射波与入射波在同一介质中传播,频率相同,故波长相同。折射波与入射波在不同介质中传播,f相

8、同,v不同,故不同。波从一种介质进入另一种介质时频率不变。第14页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测典例剖析例题2一列声波在空气中的波长为0.25 m。当该声波传入某种介质中时,波长变为0.8 m,若空气中的声速是340 m/s。求:(1)该声波在介质中传播时的频率。(2)该声波在介质中传播的速度大小。解析:(1)声波在空气中传播时,由v=f得 =1 360 Hz由于声波在不同介质中传播时,频率不变,所以声波在该介质中传播时,频率仍为1 360 Hz。(2)由v=f得v2=2f=0.81 360 m/s=1 088 m/s。答案:(1)1 360 Hz(2)1 088 m/s第15页，共2

9、5页。问题一问题二问题三当堂检测技巧点拨 波在传播过程中频率不变,在不同介质中传播时速度不同。第16页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测对波的衍射现象的理解情境探究在浙江歌舞剧院建院50周年的纪念活动中,评委隔着布幔或箱子做成的隔断倾听选手们的演奏。评委为什么可以隔着隔断听到优美的乐声呢?要点提示:这是声波的衍射现象。声波在传播过程中遇到障碍物时,可以绕过障碍物继续传播。第17页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测知识归纳1.衍射是波特有的现象(1)一切波都能发生衍射现象,只是有的明显,有的不明显。(2)波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。(3)波长较长的波容易产生明显的衍射现象。2.

10、产生明显衍射现象的条件衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射。障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多,或比波长小是产生明显衍射的条件。第18页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测典例剖析例题3(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第19页，共25页。问题

11、一问题二问题三当堂检测答案: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。第20页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测规律方法 对波的衍射条件的理解障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍射能否发生的条件,仅是衍射现象能否明显表现的条件。第21页，共25页。问题

12、一问题二问题三当堂检测变式训练2如图所示,正中O是水面上一波源,实、虚线分别表示该时刻相邻的波峰、波谷,A是挡板,B是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于()A.整个区域 B.阴影以外区域C.阴影以外区域 D.阴影以外区域答案:B解析:由题图中可直观看出,半波长为实虚两圆半径之差,且可看出挡板A的尺寸比波长大得多,而小孔B与波长长度差不多。据波发生明显衍射的条件知,该波在挡板A处的衍射现象很不明显,即可认为波沿直线传播,故区内水面无波形,故选项A、C、D不正确;该波的波长与小孔B差不多,能够发生明显的衍射,故在阴影区、之内明显存在衍射波的波形,故选项B正确。第22页，共25页。问题一问题二

13、问题三当堂检测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答案:C解析:凡是波都能发生衍射现象,不过有时衍射现象明显,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。第23页，共25页。问题一问题二问题三当堂检测2.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,但反射后波速不变答案:D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。