【学霸笔记：同步精讲】19 第三章 3．波的反射、折射和衍射 讲义--高中人教版物理选择性必修第一册

3．波的反射、折射和衍射 [学习目标]　1．知道波的反射、折射和衍射现象，知道明显衍射的条件。2．理解波的反射定律和折射定律，能进行简单计算。3．经历探究波的明显衍射现象条件的过程。4．利用波的几种现象实例培养观察、分析和归纳的习惯。 [教用·问题初探]———通过让学生回答问题来了解预习教材的情况 问题1　水波的反射跟光的反射满足同样的规律吗？反射角等于入射角吗？ 问题2　一列声波从空气进入水中，已知水中声速较大，则声波频率和波长如何变化？ 问题3　只有障碍物或缝的尺寸跟波长差不多或者比波长更小时，才能发生衍射现象，这句话对吗？ 　波的反射和折射 1．波的反射 (1)波的反射：波传播过程中遇到介质界面会返回原介质继续传播的现象。 (2)反射波的波长、波速、频率跟入射波的相同。 (3)波的反射定律：反射线、入射线和法线在同一平面内，反射线和入射线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。如图所示。 2．波的折射 (1)波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。 (2)波的折射中，波的频率不变，波速和波长发生改变。 提醒：波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同介质中的传播速度不同。对于入射角为零的特殊现象，折射角也为零，即波沿原方向传播，但介质发生了变化，其波长和波速也相应发生变化。 【思考讨论】　观察如下两幅示意图。 问题1　在波的反射中，反射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？ 提示：在波的反射现象中，反射波和入射波的频率都与波源的频率相同；反射现象是在同种介质中传播，波速相同，由v＝λf可知，波长也相同。 问题2　在波的折射现象中，折射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？ 提示：在波的折射现象中，波从一种介质进入另一种介质，频率不变，由于介质不同，故波速不同，由λ＝可知，波长也不同。 问题3　波在发生折射过程中，方向一定改变吗？ 提示：不一定。入射角等于0°时，波沿原方向传播。 【知识归纳】 波的反射、折射现象中各量的变化 1．波向前传播到两种介质的界面上时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所示： 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，波速不同，频率相同，故波长不同。 【典例1】　(对波的反射和折射的理解)如图所示，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 D　[波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；波1、3在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝得波长不同，C错，D对。] 【典例2】　(波的反射的应用)甲、乙两人站在一堵墙前面，两人相距2a，距墙均为a。当甲开了一枪后，乙在t时间后听到第一声枪响，则乙在什么时候能听到第二声枪响(假设距离足够大)(　　) A．甲开枪后4t时间　　 B．甲开枪后3t时间 C．甲开枪后2t时间 　 D．甲开枪后t时间 思路点拨：根据反射定律画出声波传播的示意图，再用速度公式求时间。 C　[乙听到的第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳中，故t＝。甲、乙二人及墙的位置如图所示， ... ...