波的反射折射和衍射高二物理精品讲义(人教版选择性)(学生版)
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3.3 波的反射、折射和衍射课程标准课标解读 1.通过演示实验,知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射现象。
2.通过比较波的反射和折射,知道反射波和折射波的频率、波速和波长的变化关系。
3.通过观察,理解波发生明显衍射的条件 ,并能用该条件解释相关物理现象。
1. 知道什么是波的反射与折射现象,知道发生波的反射与折射现象的条件。
并能进行简单的计算。
2.知道什么是波的衍射现象,知道波发生明显衍射现象的条件。
知识点01 波的反射与折射一、波的反射1.反射现象波遇到介质界面会返回来继续传播的现象. 知识精讲目标导航2.反射角与入射角(1)入射角:入射波的波线与法线的夹角,如图中的α.(2)反射角:反射波的波线与法线的夹角,如图中的β.3.反射定律反射波线、法线、入射波线在同一平面内,且反射角等于入射角.注意:反射波与入射波的波长、频率、波速都相等,但由于反射面吸收一部分能量,反射波传播的能量将减少.二、波的折射1.波在传播过程中,从一种介质进入另一种介质时,波传播的方向发生偏折的现象叫作波的折射.2.一切波都会发生折射现象.【即学即练1】机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射,如果用射线表示波的传播方向,下列说法正确的是()A.入射线与反射线一定在同一平面内,法线与这一平面垂直B.入射线与反射线可能在法线同侧C.“回声”是声波的反射现象D.“回声”是声波的折射现象【即学即练2】如图所示,图中S为在水面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡板,其中N板可以上下移动,两板中间有一狭缝,此时测得A处水面没有振动,为使A处水面也能发生振动,可采用的方法是()A.使波源的频率增大B.使波源的频率减小C.使波源的周期减小D.移动N使狭缝的间距增大知识点02 波的衍射1.定义波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫作波的衍射.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相差不多或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象.3.一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象.【即学即练3】下列说法正确的是( )A.入射波面与法线的夹角为入射角B.入射波面与界面的夹角为入射角C.入射波线与法线的夹角为入射角D.入射角跟反射角相等能力拓展考法01波的衍射1.产生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长小.2.理解(1)衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射.(2)波的衍射总是存在的,只有“明显”与“不明显”的差异,不会出现“不发生衍射现象”的说法.(3)波传到小孔(障碍物)时,小孔(障碍物)仿佛是一个新波源,由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播,就偏离了直线方向.因此,波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况.【典例1】下列说法中正确的是()A.衍射是一切波特有的现象B.障碍物或孔越大越易产生衍射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分层提分题组A 基础过关练一、单选题1.如图所示是水波遇到小孔后的图像,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.2.发波水槽中产生一列水波,用一支圆珠笔插入水中,如图所示,笔对波的传播()A.有影响,水波发生明显衍射现象B.有影响,水波不发生明显衍射现象C.无影响,水波发生明显衍射现象D.无影响,水波不发生明显衍射现象3.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。
《波的反射、折射和衍射》学历案(第一课时)一、学习主题本学历案的主题是《波的反射、折射和衍射》,是高中物理课程中重要的一课。
通过本课的学习,学生将掌握波的基本概念、波的反射与折射现象及其在日常生活和科学技术中的应用。
二、学习目标1. 理解波的基本概念,包括波的传播、波长、频率和振幅等基本参数。
2. 掌握波的反射定律和折射定律,并能够应用这些定律分析实际问题。
3. 理解并掌握波的反射现象和折射现象,并能对波在不同介质中的传播做出正确的解释。
4. 了解衍射现象的基本概念,并能够通过实验观察和理解衍射现象。
三、评价任务1. 通过课堂小测验,评价学生对波的基本概念的理解程度。
2. 通过课堂讨论和小组活动,评价学生对波的反射和折射定律的应用能力。
3. 通过实验观察和报告撰写,评价学生对衍射现象的理解程度。
4. 通过课后作业,综合评价学生对本课知识的掌握情况。
四、学习过程1. 导入新课:通过生活中的例子(如水波、声波等)引出波的概念,并介绍波的基本特征。
2. 波的基本概念:详细讲解波的传播、波长、频率和振幅等基本概念,并通过图示和实例加深理解。
3. 波的反射:介绍波的反射现象,讲解反射定律,并通过实验演示波的反射过程。
4. 波的折射:讲解波的折射现象,介绍折射定律,并通过实例分析波在不同介质中的传播。
5. 衍射现象简介:介绍衍射现象的基本概念,并简单介绍衍射现象的观察方法。
6. 课堂小结:总结本课学习的重点内容,加深学生对知识的理解和记忆。
7. 布置课后作业:布置相关练习题和实验报告,要求学生完成并提交。
五、检测与作业1. 课堂小测验:在课堂中进行小测验,检验学生对波的基本概念的理解程度。
2. 课后作业:布置相关练习题,包括选择题、填空题和简答题等,要求学生独立完成并提交。
3. 实验报告:要求学生进行衍射现象的实验观察,并撰写实验报告,记录实验过程和结果。
六、学后反思1. 反思学习过程:学生应反思自己在学过程中遇到的问题和解决方法,总结学习经验。
高中物理人教版 ()选择性必修第一册3 波的反射、折射和衍射
精品教案
这是高中物理教育版(2019)选修必修课第一册《3波的反射、折射和衍射》优秀教案,共6页。
教学计划主要包括教学目标、教学重点、教学难点、教学过程、培训等内容。
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【教学目标】
1.知道什么是波的反射现象,什么是波的折射现象,什么是波的衍射现象。
2.掌握波的反射规律和折射规律。
3.掌握波发生明显衍射的条件。
4.知道衍射现象是波特有的现象。
【教学重点】
1.波的反射规律和折射规律。
2.波发生明显衍射的条件。
【教学难点】
波发生明显衍射的条件。
【教学过程】
一、复习提问、新课导入
老师:前几节课,我们学习了机械波的形成过程和描述方法。
在接下来的几节课中,我们将学习一些波的独特现象:波的反射和折射,波的衍射和波的干涉。
这些现象是波动形态的共同特征,也是以后学好知识的基础。
教师出示幻灯片展示蝙蝠的“眼睛”和雷达的相关资料,引出波的反射。
二、新课教学
(一)波的反射
1.波的反射:波遇到障碍物会返回来继续传播,这种现象叫做波的反射。
第03讲 波的反射、折射和衍射课程标准课标解读1.知道什么是波的反射、折射和衍射现象,知道发生明显衍射现象的条件.2.知道波发生反射现象时,反射角等于入射角.掌握入射角与折射角关系. 3.了解波的衍射在生活中的应用,感受物理与生活之间的联系.1.通过观察水波的衍射现象,认识衍射现象的特征. 2.知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件.3.知道衍射现象是波特有的现象.知识点01 波的反射1.反射现象:波遇到介质界面会返回来继续传播的现象. 2.反射角与入射角(1)入射角:入射波的波线与法线的夹角,如图中的α. (2)反射角:反射波的波线与法线的夹角,如图中的β.3.反射定律:反射波线、法线、入射波线在同一平面内,且反射角等于入射角.【即学即练1】某物体发出的声音在空气中的波长为1 m ,波速为340 m/s ,在海水中的波长为4.5 m (1)该波的频率为________Hz ,在海水中的波速为________m/s 。
(2)若物体在海面上发出的声音经过0.5 s 听到回声,则海水深为多少? (3)若物体以5 m/s 的速度由海面向海底运动,则经过多长时间听到回声? 【解析】(1)由f =v λ得f =3401 Hz =340 Hz因波的频率不变,则在海水中的波速为 v 海=λ′f =4.5×340 m/s =1 530 m/s(2)入射声波和反射声波用时相同,则海水深为 h =v 海t 2=1 530×0.52m =382.5 m(3)物体与声音运动的过程示意图如图所示,设听到回声的时间为t ′,则v 物t ′+v 海t ′=2h 代入数据解得t ′=0.498 s.知识精讲【答案】 (1)340 1 530 (2)382.5 m (3)0.498 s知识点02 波的折射1.波在传播过程中,从一种介质进入另一种介质时,波传播的方向发生偏折的现象叫作波的折射. 2.一切波都会发生折射现象. 3.波的折射(1)折射角(γ):折射波的波线与两介质界面法线的夹角γ叫做折射角.如图所示.(2)折射定律:入射波线、法线、折射波线在同一平面内,入射波线与折射波线分居在法线两侧.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,即sin i sin γ=v 1v 2.4.波的反射与折射的对比波现象 比较项目 波的反射 波的折射传播方向 改变(θ反=θ入) 改变(θ折≠θ入) 频率f 不变 不变 波速v 不变 改变 波长λ不变改变(1)频率f 由波源决定,故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率,即波源的振动频率相同. (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;而折射波与入射波在不同介质中传播,所以波速变化.(3)据v =λf 知,波长λ与v 及f 有关,即与介质及波源有关,反射波与入射波在同一介质中传播、频率相同,故波长相同.折射波与入射波在不同介质中传播,f 相同,v 不同,故λ不同.【即学即练2】下列说法正确的是( ) A .入射波的波长和反射波的波长相等 B .入射波的波长大于折射波的波长 C .入射波的波长小于折射波的波长 D .入射角与折射角之比等于两波速之比【解析】 在同一介质中波长、波速是一定的,故选项A 正确;介质不确定时,入射波和折射波的波长大小关系无法确定,选项B 、C 错误;入射角的正弦与折射角的正弦之比,才等于两介质中的波速之比,选项D错误.【答案】 A知识点03 波的衍射及其特点1.定义:波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫作波的衍射。
3.3 波的反射、折射和衍射课程标准课标解读 1.通过演示实验,知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射现象。
2.通过比较波的反射和折射,知道反射波和折射波的频率、波速和波长的变化关系。
3.通过观察,理解波发生明显衍射的条件 ,并能用该条件解释相关物理现象。
1. 知道什么是波的反射与折射现象,知道发生波的反射与折射现象的条件。
并能进行简单的计算。
2.知道什么是波的衍射现象,知道波发生明显衍射现象的条件。
知识点01 波的反射与折射一、波的反射1.反射现象波遇到介质界面会返回来继续传播的现象.2.反射角与入射角(1)入射角:入射波的波线与法线的夹角,如图中的α.(2)反射角:反射波的波线与法线的夹角,如图中的β.3.反射定律反射波线、法线、入射波线在同一平面内,且反射角等于入射角.知识精讲目标导航注意:反射波与入射波的波长、频率、波速都相等,但由于反射面吸收一部分能量,反射波传播的能量将减少.二、波的折射1.波在传播过程中,从一种介质进入另一种介质时,波传播的方向发生偏折的现象叫作波的折射.2.一切波都会发生折射现象.【即学即练1】机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射,如果用射线表示波的传播方向,下列说法正确的是()A.入射线与反射线一定在同一平面内,法线与这一平面垂直B.入射线与反射线可能在法线同侧C.“回声”是声波的反射现象D.“回声”是声波的折射现象【即学即练2】如图所示,图中S为在水面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡板,其中N板可以上下移动,两板中间有一狭缝,此时测得A处水面没有振动,为使A处水面也能发生振动,可采用的方法是()A.使波源的频率增大B.使波源的频率减小C.使波源的周期减小D.移动N使狭缝的间距增大知识点02 波的衍射1.定义波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫作波的衍射.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相差不多或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象.3.一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象.【即学即练3】下列说法正确的是( )A .入射波面与法线的夹角为入射角B.入射波面与界面的夹角为入射角C .入射波线与法线的夹角为入射角D.入射角跟反射角相等能力拓展考法01波的衍射1.产生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长小.2.理解(1)衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射.(2)波的衍射总是存在的,只有“明显”与“不明显”的差异,不会出现“不发生衍射现象”的说法.(3)波传到小孔(障碍物)时,小孔(障碍物)仿佛是一个新波源,由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播,就偏离了直线方向.因此,波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况.【典例1】下列说法中正确的是()A.衍射是一切波特有的现象B.障碍物或孔越大越易产生衍射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分层提分题组A 基础过关练一、单选题1.如图所示是水波遇到小孔后的图像,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.2.发波水槽中产生一列水波,用一支圆珠笔插入水中,如图所示,笔对波的传播()A.有影响,水波发生明显衍射现象B.有影响,水波不发生明显衍射现象C.无影响,水波发生明显衍射现象D.无影响,水波不发生明显衍射现象3.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4.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5.一列波在传播过程中遇到一个障碍物,发生了一定程度的衍射,一定能使衍射现象更明显的措施是()A.增大障碍物尺寸,同时增大波的频率B.增大障碍物尺寸,同时减小波的频率C.缩小障碍物尺寸,同时增大波的频率D.缩小障碍物尺寸,同时减小波的频率【答案】D6.如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样,由图可知,两列波的波长和频率的大小关系是()A.λA>λB,f A>f B B.λA<λB,f A<f BC.λA>λB,f A<f B D.λA<λB,f A>f B7.古语云:“但闻其声,不见其人”,这一现象是声波的A.反射B.折射C.干涉D.衍射8.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9.声波能绕过某一建筑物而传播,这是因为声波( )A .是纵波B .是机械波C .发生了衍射现象D .穿透力强10.水槽内有一振源振动时产生的水波通过一个空隙发生衍射现象,为了使衍射现象更明显,可采用的方法是( ).A .增加空隙宽度B .减小空隙宽度C .增加振源的振动频率D .减小振源的振动波长11.一列水波穿过小孔产生衍射,衍射后的水波( ).A .波长增大B .周期增大C .频率减小D .振幅减小12.振源S 在O 点做沿竖直方向的简谐运动,频率为5Hz 0t =,时刻向右传播的简谐横波如图所示,则以下说法错误的是( )A .该横波的波速大小为10m/sB .0t =时,1m x =处的质点振动方向向下C .0.5s t =时,3m x =处的质点处在平衡位置且振动方向向下D .传播过程中该横波遇到小于1m 的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象13.如图所示,一列简谐横波沿x 轴正方向传播,0t =时刻,该波传播到x 轴上的质点B 处,质点A 在负的最大位移处。
在t =0.3s 时,质点A 恰第二次出现在正的最大位移处,则( )B .该波的波速等于10m/sC .t =0.6s 时,质点B 在平衡位置处且向下运动D .该简谐横波遇到宽为0.8m 的障碍物时,不能发生明显衍射现象二、多选题14.下列叙述属于波的反射现象的是()A.夏日的雷声有时会轰鸣不绝B.在空房间里讲话,会感到声音更响C.墙里讲话墙外听D.讲话者又听到自己的回声15.如图所示,一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m,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10 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响B.假设波浪的波长约为10 m,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55 m,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55 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响16.一列水波通过某孔的实际情况如图所示,现把孔的尺寸变小,或者把水波的波长变大,水波通过孔后的假想情况如图四幅图所示,其假想错误的图示有()A.孔变小B.孔变小C.波长变大D.波长变大17.如图为演示波的衍射装置,S为水平面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡板,其中N板可以移动,两板间有一狭缝,此时测得图中A处没有振动,下列说法正确的是( )A.使波源的振动频率增大,可以使A处的水振动起来B.使波源的振动频率减小,可以使A处的水振动起来C.移动N板使狭缝间距增大,可以使A处的水振动起来D.当A点振动后,挡板两边的波纹间距相等18.关于波的衍射现象下列说法正确的是( )A.当孔的尺寸比波长大时,一定不会发生衍射现象B.只有孔的尺寸与波长相差不多时,或者比波长还小时会观察到明显的衍射现象C.只有波才有衍射现象D.以上说法均不正确19.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.对同一列波,缝、孔或障碍物越小,衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长20.如图,下列各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(A、B图)或障碍物(C、D图),其中能发生明显衍射现象的有()A.B.C.D.21.如图所示,当波源和障碍物都静止不动时,波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射。
下列措施可能使波发生较为明显衍射的是()A.增大波源的振动频率B.减小波源的振动频率C.增大障碍物的长度D.减小障碍物的长度题组B 能力提升练一、单选题1.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()A.以较低的频率拍打水面B.以较高的频率拍打水面C.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,则关于波经过孔之后的传播情况,下列描述中正确的是()A.此时能明显观察到波的衍射现象B.频率不变,则AB孔越大,挡板后面的相邻波纹间距越大C.频率不变,将孔扩大,可观察到更明显的衍射现象D.孔的大小不变,使波源频率增大,可观察到更明显的衍射现象3.如图所示,图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像,从该时刻起,下列说法正确的是()A.经过0.05s时,质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离B.经过0.15s,P质点沿x轴的正方向移动了3mC.经过0.1s时,质点Q的运动方向沿y轴负方向D.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物,能发生明显衍射现象4.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,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.无论怎样拍打,A都能振动起来B.无论怎样拍打,A都不会振动起来C.降低拍打水面的频率D.提高拍打水面的频率5.如图所示,沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200m/s,下列说法正确的是()A.从图示时刻开始,质点b比质点a先到平衡位置aC.若该波波源从0点沿x轴正向运动,则在x=2000m处接收到的波的频率将小于50HzD.若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象二、多选题6.一列简谐横波在同一介质中传播,图甲是某时刻的波形图,图乙是从该时刻起质点A的振动图像,下列说法正确的是()A.从该时刻起,质点P将比质点Q先回到平衡位置t ,P质点通过的路程为12mB.从该时刻起,再经过Δ 1.2sC.若该波的频率变为2.5Hz,则波速变为50m/sD.若该波遇到尺寸为5m的障碍物,能发生明显的衍射现象7.在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子其振动图象如图所示,水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s,为观察到明显的衍射现象,小孔直径d应为( )A.2 cm B.1cm C.小于2cm D.小于1 cm8.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,则波经过孔之后的传播情况,下列描述正确的是()A.此时能观察到明显的波的衍射现象B.挡板前后波纹间距离相等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,使波源频率增大,能观察到更明显的衍射现象9.一列沿x轴传播的简谐横波在t=2s时的波动图象如图甲所示,该波传播路径上某质点的振动图象如图乙所示。