人教版高中物理选择性必修第一册第三章3波的反射、折射和衍射课件.ppt

4．声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为______m。若该声波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中的波长为λ的_____倍。题号423568791011112365?波的反射、折射现象中各量的变化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，一些相关物理量变化如表：比较项目波的反射波的折射传播方向改变i＝i′改变r≠i频率f不变不变波速v不变改变波长λ不变改变2．说明：(1)频率f由波源决定，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由介质决定，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，波速变化。(3)根据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？[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√1．定义波绕过______继续传播的现象。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。知识点二波的衍射障碍物波长衍射提醒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，当障碍物较小时发现波绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样；如图丙所示，当小孔很小时发现波通过小孔继续传播，如同小孔不存在一样。问题1上述现象属于什么现象？提示：上述现象属于波的衍射现象。问题2要使上述现象较明显，需要什么条件？提示：要使上述现象较明显，需要障碍物或者小孔的尺寸与波长相差不多或更小。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。特别提醒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，并不是决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】如图所示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)之间的距离表示一个波长，则()A．水面波经过孔后波速会改变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√易错警示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很多时，衍射现象依然存在，只是不能观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、频率都不改变。A．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长小，才能观察到明显的衍射现象B．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，才能观察到明显的衍射现象C．由图(二)中丙图可以得出，波长比狭缝短太多就不会发生衍射现象D．由图(一)中甲图可以看出，狭缝宽度再增加就不会发生衍射现象√B[由题图(一)可知，波长一定时，狭缝越窄衍射现象越明显；由题图(二)可知，狭缝一定时，波长越长衍射现象越明显。则只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波