物理选择性必修 第一册3 波的反射、折射和衍射课文内容ppt课件

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我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时会发生反射。对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，就是声波在峭壁上反射的结果。生活中，你是否注意过水波的反射？波的反射应该遵从什么规律？
我们可以通过实验来研究水波的反射规律。
水波的反射 如图甲，在水波水槽一端有一平板振动发生器，振动发生器在水槽中能够产生水波。在水槽中斜向放置一个挡板，观察水波在传播过程中发生的现象。
如图乙，当水波遇到挡板时会发生反射。如果用一条射线代表水波的入射方向（入射线），用另一条射线代表水波的反射方向（反射线），我们发现水波的反射与初中学过的光的反射遵循同样的规律。反射线、发现与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居发线两侧，反射角等于入射角。
1.反射：波遇到障碍物会返回来继续传播的现象。
①入射线、法线与反射线位于同一平面；②入射线与反射线分居法线两侧；③反射角等于入射角。
1.波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫作波的折射。
2.特点：波的频率不改变，波速和波长都发生了改变，入射角与折射角之间满足折射定律。
3.折射定律：①入射线、法线、折射线在同一平面内；②入射线与折射线分居法线两侧；③入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比。
1. 波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象。
在水塘里，微风激起的水波遇到小石、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播。在波的前进方向上放一个有孔的屏，可以看到波通过小孔而在屏的后面向各个方向传播。
波在什么条件下能够发生明显的衍射现象？
在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况（如图甲） 保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化（如图乙）
图甲：在狭缝宽度比波长大得多的情况下，波的传播如同光沿直线传播一样，在挡板后面产生“阴影区”； 图乙：在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小的情况下，发生明显的衍射现象，水波可以绕到挡板后面继续传播。
总结：水波绕过小孔或障碍物继续传播。
说明: ①衍射是波特有的现象;一切波都能发生衍射。 ②衍射现象总是存在的,只有明显和不明显的差异。
保持狭缝宽度不变，改变水波的波长，观察波的传播情况有什么变化？
实验表明： 只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
不只是水波，声波也能发生衍射。“问其声而不见其人”，这是司空见惯的现象。通常的声波，波长为1.7cm~17cm，跟一般障碍物的尺寸相当，所以声波能绕过一般的障碍物，使我们能听到障碍物另一侧的声音。 一切波都能发生衍射。衍射是波特有的现象。
注意： ①障碍物较大时对波有影响,较小时对波没有影响,即障碍物比较小时能发生明显衍射。窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。 ②窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显；窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。
2. 发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长差不多。3. 衍射规律： ①窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象； ②窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显； ③窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将沿直线传播，观察不到衍射现象。
衍射中真的是孔或障碍物的尺寸越小越好吗？
当孔或障碍物的尺寸过小时，由于衍射到后方的能量较弱，故衍射现象仍不明显。
例 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，蝙蝠在黑暗中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。
【练习1】 如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（　　） A、降低波源频率 B、提高波源频率 C、减小波源距桥墩的距离 D、增大波源距桥墩的距离
【练习3】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？
【练习4】如图所示，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？
1、教材73页练习与应用；2、对应章节练习册。