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文档简介
3.3波的反射、折射和衍射【学习目标】1.了解波的反射现象,知道波在界面反射时遵循的规律,并能解释生活中波的反射现象。2.了解波的折射现象,知道波折射时遵循的规律3.知道什么是波的衍射,理解发生明显衍射现象的条件【开启新探索】前面两节,我们学习了如何形成机械波、波的传播特点以及如何定量的对波进行描述。在接下来的几节中我们将研究波在传播过程中又有怎样的特点。【质疑提升1】波的反射蝙蝠在飞行的时候,能根据发出、接收超声波就能判断探测目标是昆虫还是障碍物,以及距离它有多远。人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式,叫做“回声定位”。你知道这是蝙蝠应用了波的哪种特性?你还知道这种特性的哪些实例?试举例说明实例是应用还是减弱。什么是波的反射?波的反射遵循怎样的规律?波的反射:当波遇到时的现象叫做波的反射。波的反射遵循反射定律:反射线、法线与入射线在内,反射线与入射线分居法线,反射角入射角。波遇到两种介质的界面时,存在反射。(选填“一定”、”不一定”)波的反射应用实例:,防止实例:。波在反射前后,频率、波速、波长。(选填“变化”、“改变化”)机械波可以反射,电磁波反射。(选填“也可以”、“不可以”)【质疑提升2】波的折射通过初中的学习我们知道,光从一种介质进入另一种介质时会发生折射。理论和实验表明,一切波都会发生折射,阅读课本P67,理解水波在深度不同的水域传播时,在交界面处将发生折射。总结一下什么是波的折射?(1)波的折射:波从进入时,会发生,称波的折射。(2)波在折射前后,频率、波速、波长。(选填“变化”、“不变化”)【质疑提升3】波的衍射“未见其人,先闻其声”、“隔墙有耳”、水波绕过细小的障碍物继续传播的现象,说明波在传播过程中具有怎样的特性?什么是波的衍射?你对“波绕过继续”有怎样的理解?波的衍射:波可以障碍物传播,这种现象称为波的衍射。对衍射的理解:如图所示,一点状声源振动,前方有一障碍物,波可以传到哪些区域,说明波发生了衍射现象。声波、水波等机械波可以发生衍射,电磁波衍射。(选填“也可以”、“不可以”)一切波都可以衍射,但波的衍射有明显、不明显的差异。波在什么条件下能够发生明显的衍射现象?观察课本P67图3.3-3“波长一定的水波通过宽度不同的狭缝”,说明:甲、乙两图中,哪个图的水波衍射更明显?当由宽缝逐渐减小狭缝宽度时,衍射现象是更明显、还是更不明显?更明显的衍射时,狭缝的宽度与波长大小上有怎样的关系?保持狭缝的宽度不变,改变水波的波长。观察课本P68图3.3-4“波长不同的水波通过宽度一定的狭缝”,说明:甲、乙、丙三图,哪个图中反映出的衍射现象比较明显?此时波长和狭缝大小具有怎样的关系?通过以上两例,总结波明显衍射现象条件?6.正常人能够听见20Hz到20000Hz的声音,为什么声波有明显的衍射现象?【学以致用】1.一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1,在第二种均匀介质中的波长为λ2,且λ1=3λ2,那么波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为()A.3:11:1B.1:13:1C.1:31:1D.1:11:32.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,会发生明显的衍射现象C.当孔的大小比波长小时,会发生明显的衍射现象D.通常讲话产生的声波,经过尺寸为1mm左右的障碍物时不会发生明显的衍射现象3.在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子振动的频率是5Hz,水波在水波槽中的传播速度是0.05m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d应为()A.10cmB.5mC.d≥1cmD.d≤1cm4.一列水波穿过小孔产生衍射,衍射后的水波()A.波长增大 B.波速度增大 C.频率减小 D.振幅减小【核心素养专练】1.下列现象属于波的衍射现象的是()A.在空旷的山谷里喊叫,可以听到回声B.只闻其声,不见其人C.余音绕梁,三日而不绝D.夏日的雷声有时轰鸣不绝2.下列说法中错误的是()A.衍射是一切波特有的现象B.障碍物或孔越小越易产生衍射C.在空旷的山谷里叫喊,可以听到回音,这是声波的衍射现象D.在空旷的山谷里叫喊,可以听到回音,这是声音的反射现象3.如图所示,圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰,下列说法正确的是()A.水波只要进入∠CAE和∠DBF区域就叫波的衍射B.水波只要进入∠CAA′和∠DBB′区域就叫波的衍射C.水波必须充满∠CAE和∠DBF区域才叫波的衍射D.水波必须充满∠CAA′和∠DBB′区域才叫波的衍射4.如图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图像,图中每两条实线间的距离表示一个波长,其中正确的图像是()A.B.C. D.5.小河中有一个实心桥墩P,A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶,俯视如图所示。现在S处以某一频率拍打水面,使形成的水波能带动树叶A明显振动起来,可以采用的方法是()以较低的频率拍打水面 B.以较高的频率拍打水面只要拍打,A就会明显振动 D.无论怎样拍打,A都不会明显振动6.波长为60m和17m的两列声波在空气中传播时,下列叙述正确的是()A.波长为60m的声波比17m的声波传播速度慢B.波长为60m的声波比17m的声波频率高C.波长为60m的声波比17m的声波易发生明显衍射D.波长为17m的声波不能发生衍射7.如图,是观察水面波衍射的实验装置,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情况,每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长,相邻波纹间距离与AB间距相等。下列说法正确的是()A.水面波经过孔后波速减小B.水面波经过孔后波纹间距离可能变大C.若波源频率增大,衍射现象更明显D.如果将孔扩大,可能观察不到明显的衍射现象8.渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列沿轴传播的超声波在时的波动图像如图甲所示,图乙为质点的振动图像,则()A.该波沿轴正方向传播B.该波的传播速率为0.25m/sC.经过0.5s,质点沿波的传播方向移动2mD.若遇到3m的障碍物,该波能发生明显的衍射现象9.蝙蝠是通过声波的反射来判断前方是否有障碍物的。科学家在蝙蝠飞行的空间里横跨了很多系有铜铃的绳索,蝙蝠黑暗中在此空间飞行时不会碰撞这些绳索而导致铜铃发声。据此,你认为蝙蝠发出的声波频率应该具有怎样的特征?尽可能用数量级来描述你的估算。不碰,反射,少衍射。所以波长更小。远小于1.7cm10.操场上的喇叭正在播放音乐,有高音也有低音。走到离操场不远的教学大楼后面,听到喇叭播放的音乐声有所减弱。是高音还是低音减弱得明显一些?为什么?高音减小明显。因频率大,波长小,不易明显衍射11.如图,挡板M是固定的,挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验,出现了图示中的图样,P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点,可以采用什么办法?减小MN间距、减小频率12.假想人耳可听到的声波波长在毫米数量级。从波的衍射角度思
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