新教材2024年秋高中物理第3章机械波3.波的反射折射和衍射学生用书无答案新人教版选择性必修第一册

3．波的反射、折射和衍射1．知道波的反射、折射和衍射现象，知道明显衍射的条件。2．理解波的反射定律和折射定律，能进行简洁计算。3．经验探究波的明显衍射现象条件的过程。4．利用波的几种现象实例培育视察、分析和归纳的习惯。波的反射和折射1．波的反射(1)波的反射：波传播过程中遇到介质界面会________原介质接着传播的现象。(2)反射波的________、________、频率跟入射波的相同。(3)波的反射定律：反射线、入射线和法线在同一平面内，反射线和入射线分别位于法线两侧，反射角________入射角。如图所示。2．波的折射(1)波的折射：波从一种介质________另一种介质时，波的________发生变更的现象。(2)波的折射中，波的________不变，波速和波长发生变更。波在两种介质的界面上发生折射的缘由是波在不同介质中的传播速度不同。对于入射角为零的特别现象，折射角也为零，即波沿原方向传播，但介质发生了变更，其波长和波速也相应发生变更。我们一般都有这样的体验：(1)如图甲所示，我们在山中对着山谷大声喊“你好……”时会听到“连绵起伏”的“你好……”的回声；如图乙所示，在空旷的大房间里大声说话时，会听到“嗡嗡”的回声，导致不简洁听清声音。(2)如图丙所示，我们对着家中的鱼缸大喊，会望见鱼缸中的鱼儿的游泳速度发生突然变更，似乎听到了我们的喊声。问题1(1)中这些属于波的什么现象？问题2(2)中这属于波的什么现象？波的反射、折射现象中各量的变更1．波向前传播在两种介质的界面上会同时发生反射现象和折射现象，一些相关物理量变更如表：比较项目波的反射波的折射传播方向变更i＝i′变更r≠i频率f不变不变波速v不变变更波长λ不变变更2．说明：(1)频率f由波源确定，故无论是反射波的频率还是折射波的频率都等于入射波的频率。(2)波速v由介质确定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；折射波与入射波在不同介质中传播，波速变更。(3)依据v＝λf，波长λ与v及f有关，即与介质和波源有关，反射波与入射波在同一介质中，波速相同、频率相同，故波长相同。折射波与入射波在不同介质中传播，v不同，f相同，故λ不同。【典例1】如图所示，某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射，若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°，此波在乙介质中的波速为1.2×105km/s，则：(1)该波的折射角为多大？(2)该波在甲介质中的传播速度为多少？(3)该波在两种介质中的波长比为多少？[听课记录]处理波的折射问题的三点技巧(1)弄清折射现象发生的条件：当波从一种介质斜射入另一种介质时，才发生折射(当波垂直入射时不发生折射现象)。(2)抓住折射波与入射波的区分与联系：波的频率相同，波速不同，波长不同。(3)计算时，留意公式sinisinr＝v1v2[跟进训练]1．图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()A．2与1的波长、频率相等，波速不等B．2与1的波速、频率相等，波长不等C．3与1的波速、频率、波长均相等D．3与1的频率相等，波速、波长均不等波的衍射1．定义波绕过________接着传播的现象。2．发生明显衍射的条件障碍物或狭缝的尺寸跟________相差不多，或者比波长更小。3．波的衍射的普遍性一切波都能发生________。衍射是波特有的现象。1．衍射是波特有的现象，凡是能发生衍射现象的都是波。2．一切波都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显，波发生衍射时，波长、频率和波速均不变，由于有能量损失，振幅减小。如图甲所示的是声波能绕过障碍物到达障碍物后面的情境；如图乙所示，当障碍物较小时发觉波绕过障碍物接着前进，犹如障碍物不存在一样；如图丙所示，当小孔很小时发觉波通过小孔接着传播，犹如小孔不存在一样。问题1上述现象属于什么现象？问题2要使上述现象较明显，须要什么条件？1．波的衍射现象的本质波传到小孔(或障碍物)时，小孔(或障碍物)仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波(称为子波)，在孔(或障碍物)后传播，于是就出现了偏离直线传播的衍射现象。波的直线传播是衍射不明显时的近似情形。2．产生明显衍射的条件障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多，或者比波长小。1．缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系仅是能否发生明显衍射现象的条件，并不是确定衍射现象能否发生的条件。2．波的衍射是波在传播过程中所具有的特征之一，衍射现象是否明显，通常的衡量标准就是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长的比值大小，比值越小，衍射现象相对越明显。【典例2】(2024·广东深圳试验学校段考)如图所示是视察水面波衍射的试验装置。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状况，每两条相邻水纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则()A．水面波经过孔后波速会变更B．水面波经过孔后水纹间距离可能变大C．若波源频率增大，衍射现象更明显D．假如将孔扩大，可能视察不到明显的衍射现象[听课记录]对波的衍射条件的理解有误缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象；当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大许多时，衍射现象依旧存在，只是不能视察到明显的衍射现象。同时要明确波速取决于介质，频率取决于波源，波发生衍射时，波速、频率都不变更。[跟进训练]2．(2024·北京师范高校附属中学期中)在视察水波衍射试验的时候，在发波水槽中盛有肯定深度的水，变更波源的频率和狭缝的宽度，分别拍摄了如图所示的四幅照片。对于照片上出现的情景，下列推断正确的是()①已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显②已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越大衍射现象越明显③已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越短的水波衍射现象越明显④已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越长的水波衍射现象越明显A．①③B．①④C．②③D．②④1．(2024·浙江诸暨海亮中学高二期中)以下关于波的相识，不正确的是()A．潜艇利用声呐探测四周物体的分布状况，用的是波的反射原理B．隐形飞机怪异的外形及表面涂的特别隐形物质，是为了削减波的反射，从而达到隐形的目的C．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变更D．水波从深水区传到浅水区变更传播方向的现象，是波的折射现象2．下列关于波的衍射的说法正确的是()A．衍射是机械波特有的现象B．对同一列波，缝、孔或障碍物的尺寸比波长小时有明显衍射现象C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D．声波简洁发生明显衍射现象是由于声波波长较长，频率较高3．如图所示是一列机械波从介质1进入介质2发生的现象，已知波在介质1中的波长为λ1，入射波与界面的夹角为30°，波在介质2中的波长为λ2，折射波与法线的夹角为45°，则λ1∶λ2为()A．1∶2 B．2∶1C．3∶2 D．2∶34．(2024·广东中山华侨中学月