3 波的反射、折射和衍射 学习任务一 对波的反射和折射的理解 [教材链接] 阅读教材,填写波的反射和折射的相关知识. (1)波的反射 ①反射现象:波遇到障碍物时会 继续传播的现象. ②反射定律:反射线、 和入射线在同一平面内,反射线和入射线分居 两侧,反射角 入射角. (2)波的折射:波在传播过程中,由一种介质进入另一种介质时, 发生偏折的现象. 例1 有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶,在其正前方有一陡峭山崖,汽车鸣笛2 s后司机听到回声,此时汽车与山崖的距离是多少 (v声=340 m/s) 变式1 当一个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0.5 s听到右边山坡反射回来的声音,又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音.若声速为340 m/s,则这个山谷的宽度约为 ( ) A.170 m B.340 m C.425 m D.680 m 例2 一列声波在空气中的波长为0.25 m.当该声波传入某种介质中时,波长变为0.8 m,若空气中的声速是340 m/s.求: (1)该声波在介质中传播时的频率. (2)该声波在介质中传播的速度大小. 变式2 (多选)下列说法正确的是 ( ) A.波发生反射时,波的频率不变,但波长、波速发生变化 B.波发生反射时,波的频率、波长、波速均不变 C.波发生折射时,波的频率不变,但波长、波速发生变化 D.波发生折射时,波的频率、波长、波速均发生变化 【要点总结】 波的反射现象的应用 (1)回声测距 ①当声源不动时,声波遇到了障碍物会返回来继续传播,反射波与入射波在同一介质中传播速度相同,因此在传播距离一样的情况下,入射波和反射波用的时间相等,设经时间t听到回声,则声源与障碍物的距离为s=v声. ②当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时,声源发声时障碍物到声源的距离为s=(v声+v)·. ③当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时,声源发声时障碍物到声源的距离s=(v声-v)·. (2)超声波定位 蝙蝠能发出超声波,超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来,蝙蝠就根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物位置,从而确定飞行方向.另外海豚、雷达也是利用波的反射来定位或测速的. 学习任务二 对波的衍射的理解 [教材链接] 阅读教材,填写波的衍射的相关知识. (1)定义:波可以 障碍物继续传播,这种现象叫作波的衍射. (2)影响衍射明显程度的因素 ①波长:在缝、孔的宽度或障碍物的尺寸保持不变的条件下,波长越长,衍射 . ②缝、孔的宽度或障碍物的尺寸:在波长保持不变的条件下,缝、孔的宽度或障碍物的尺寸越小,衍射 . (3)发生明显衍射的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长 ,或者比波长 时,才能发生明显的衍射现象. 例3 (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是一个小孔,O是波源.图中已画出波源所在区域的传播情况,每两条相邻的波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长.对于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衍射现象 B.若将孔AB扩大,则有可能观察不到明显的衍射现象 C.挡板前、后波纹之间距离相等 D.若孔的大小不变,使波源频率增大,则一定能观察到明显的衍射现象 变式3 [2022·嵊州中学月考] 如图所示,S为水面上一波源,M、N是两块挡板,两板中间有一狭缝,此时观察不到A点振动,为了能观察到A点的振动,可采用的方法是 ( ) A.增大波源的振幅 B.减小波源的频率 C.将波源S向左移 D.将N板向右移 [反思感悟] 变式4 如图所示,O是水面上一波源,实、虚线分别表示该时刻相邻的波峰、波谷,A是挡板,B是小孔.经过一段时间,水面上的波形将分布于 ( ) A.整个区域 B.阴影Ⅰ以外区域 C.阴影Ⅱ以外区域 D.阴影Ⅲ以外区域 【要点总结】 1.衍射是波特有的现象,一切波都能发 ... ...
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