3.3 波的反射、折射和衍射 课件高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册-1

波的反射、折射和衍射1.了解波的反射和折射现象，掌握波的反射和折射规律(重点)。2.知道波的衍射现象和波发生明显衍射现象的条件(重难点)。

学习目标一、波的反射和折射二、波的衍射课时对点练

内容索引几种常见类型的波声音——机械波光——电磁波用以上两种波来演示波的反射是否方便操作？1.光的反射光的反射实验能解释机械波的反射吗？2.除了声波，还有哪种波是机械波，且容易获得、容易观察？水波——机械波电池实验:使用发波水槽，观察水波的反射现象一、波的反射入射（波）线反射（波）线法线入射角反射角知识迁移请模仿光的反射定律总结出波的反射定律光的反射定律入射光线、反射光线、法线在同一平面内，且反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。波的反射定律入射线、反射线、法线在同一平面内，且反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。波的反射在人类的生活、生产中的实际应用波的反射在人类的生活、生产中的实际应用思考：隐身战机是如何隐身的？思考：这是什么现象？光可以折射，那么机械波是否可以折射呢？波的衍射二如图所示是一个可观察水波衍射的发波水槽，振源的频率是可以调节的，槽中放置两块可移动的挡板形成宽度可调节的小孔，观察水波的传播，也可以在水槽中放置宽度不同的挡板，观察水波的传播。回答下列问题：水波遇到小孔时，会观察到什么现象？依次减小小孔尺寸，观察到的现象有什么变化？答案水波遇到小孔时，水波能穿过小孔，并能到达挡板后面的“阴影区”，小孔的尺寸减小时，水波到达“阴影区”的现象更加明显。1.波的衍射：波

继续传播的现象。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波长_________，或者比波长

时，才能观察到明显的衍射现象。说明：衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多，或比波长小，是产生明显衍射的条件。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。梳理与总结绕过障碍物相差不多更小衍射水波通过桥洞时发生衍射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？思考与讨论答案高音减弱的较明显，声波在空气中传播的速度一定，高音的频率较高，则波长较短，低音频率较低，波长较长，在绕过教学大楼时，高音部分的声波发生的衍射现象不如低音部分的声波发生的衍射现象明显，则高音减弱的较明显。易错辨析(1)只有当障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小时，才会发生衍射现象。(

)(2)夏日雷声有时轰鸣不绝，这是声波的衍射现象。(

)(3)“闻其声不见其人”，是指声波的衍射现象。(

)×√×如图所示为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长，下列说法正确的是A.波通过孔A，不发生明显的衍射现象B.波通过孔B，不发生衍射现象C.波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象D.波遇到障碍物D，发生明显的衍射现象例4√孔B和障碍物C尺寸大于波长，不会发生明显衍射现象，但仍会发生衍射现象，B、C错误；孔A和障碍物D尺寸分别小于和接近波长，会发生明显衍射现象，A错误，D正确。某同学用水波槽观察水波的衍射现象。如图，在水槽里放置两块挡板M、N，挡板M固定不动，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板间的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，当波源S振动形成的水波经过小孔时，出现了图示中的图样，P点的水并没有振动起来。为了使挡板左边的振动能传到P点，下列做法可行的是A.增加波源S的振动频率B.增加波源S的振动振幅C.将挡板N上移一段距离D.将挡板N下移一段距离例5√为使挡板左边的振动传到P点应使衍射现象更明显，则增大波长或减小孔的尺寸。增加波源S的振动频率，则周期会减小，在同一介质中波速不变，根据v＝

得波长会减小，故A错误；增加波源S的振动振幅不影响波长，故B错误；将挡板N上移一段距离，即减小了孔的尺寸，振动能传到P点，故C正确，D错误。返回课时对点练三考点一波的反射和折射1.下列现象不是由声音的反射形成的是A.夏天下雨时，我们总是先看到闪电，后听到雷声B.北京天坛的回音壁的回音现象C.同样的声音在房间里比在旷野里听起来响亮些D.在火车站候车大厅中，我们有时听不清播音员的声音基础对点练√先看到闪电，后听到雷声是由于光比声音传播速度快，不是声音的反射；北京天坛的回音壁的回音现象属于声音的反射；同样的声音在房间里比在旷野里听起来响亮些，描述的是声音的反射现象；在火车站候车大厅中，我们有时听不清播音员的声音，是声音的反射造成的，故选A。2.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√波发生反射时，在同一种介质中传播，因此波长、波速和频率不变，A、B错误；波发生折射时，频率不变，波速改变，波长改变，故C错误，D正确。3.当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0.3s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.6s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340m/s，则这个山谷的宽度约为A.221m

B.442m

C.374m

D.646m√考点二波的衍射4.(多选)(2023·云南文山高二期中)下列关于波的衍射的说法正确的是A.衍射是一切波特有的现象B.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较短C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D.对同一列波，缝、孔或障碍物越小，衍射现象越明显√√衍射是一切波特有的现象，选项A正确；声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较长，选项B错误；横波和纵波都能发生衍射现象，选项C错误；对同一列波，缝、孔或障碍物越小，衍射现象越明显，选项D正确。5.在山中伐木时发出的声音既含有频率较高的声波，也含有频率较低的声波，其中只有频率较低的“嘭”“嘭”声才能被远处的人听到，这是因为A.频率较低的“嘭”“嘭”声能量大，能传到很远B.频率较低的“嘭”“嘭”声速度快，最先到达C.频率较低的“嘭”“嘭”声波长较长，容易发生明显衍射现象D.以上说法均不对√机械波的能量是由振幅决定的，声波在空气中的传播速度都相同，故A、B错误；由λ＝

知，v一定，f越低，λ越大，则频率低的声波波长较长，容易发生明显衍射现象，能在较远处被人听到，故C正确，D错误。6.(多选)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)之间距离表示一个波长。则A.挡板前后水波传播速度不相等B.此时能观察到明显的衍射现象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，将波源的频率增大，能更明显地观察到衍射现象√√波通过孔后，波速、频率、波长不变，故A错误；因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，故B正确；如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波长，可能观察不到明显的衍射现象，故C正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据λ＝

可知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误。7.如图所示，一小型渔港的防波堤两端M、N相距约60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法正确的有A.假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船完全不受波浪影响B.假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响C.假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响D.假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船明显受到波浪影响√当波浪的波长约为10m时，不会有明显的衍射现象，A、B两处小船受到影响较小，但并不是完全没有影响，故A、B错误。A、B两处小船明显受到波浪影响是因为水波发生明显的衍射现象，波浪能传播到A、B处，当缝隙MN的尺寸比波长小或跟波长差不多的时候，会发生明显的衍射现象，故C错误，D正确；8.小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面，A未能振动，要使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是A.提高拍打水面的频率B.降低拍打水面的频率C.无论怎样拍打，A都不会振动起来D.保持拍打频率不变，略微加大拍打力度，A会振动起来√能力综合练显，故可降低拍打水面的频率，使衍射现象更明显；频率不变，加大拍打力度，不会使衍射现象更明显。故选B。拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，提高拍打水面的频率，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等；根据v＝λf，波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象更明9.甲、乙两人平行站在一堵墙前面，两人之间的距离为2a，距离墙均为

a。当甲开了一枪后，乙在时间t后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为A.听不到 B.甲开枪3t后C.甲开枪2t后 D.甲开枪√10.(多选)在观察水波衍射实验的时候，在水槽盛有一定深度的水，改变波源的频率和狭缝的宽度，分别拍摄了以下四幅照片。对于照片上出现的情景，下列判断正确的是A.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B.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C.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D.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√√已知甲、乙中水波波长相同，由题图可知题图乙的衍射现象更明显，可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显，则A错误，B正确；已知丙、丁中狭缝宽度一样，由题图可知题图丙的衍射现象更明显，可知波长越长的水波衍射现象越明显，则D正确，C错误。11.天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面与观测者距离为d＝3.0km处进行一次爆炸实验，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt＝6.0s，试估算云层下表面距水平地面的高度。(已知空气中的声速v＝km/s)答案见解析由题意画出声波传播平面图，如图所示。设云层下表面距水平地面的高度为h，则由云层反射来的爆炸声传播的距离为s＝则Δt＝t1－t2联立以上各式并代入数据，解得h＝2.0km。12.如图甲是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收的信号间的时间差，测出被测车辆的速度。图乙中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔