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1、人教版人教版 选择性必修第一选择性必修第一册册第三章第三章机械波机械波第三第三节波的反射折射和衍射波的反射折射和衍射空气水光在传播到不同介质的分界面时，在分界面上改变传播方向又光在传播到不同介质的分界面时，在分界面上改变传播方向又返回原来介质返回原来介质中的现象。中的现象。光的反射是光在光的反射是光在同一种介质同一种介质中传播的现象！中传播的现象！1.反射光线与入射光线、法线在同一平面反射光线与入射光线、法线在同一平面2.反射光线和入射光线分居法线两侧反射光线和入射光线分居法线两侧3.反射角等于入射角反射角等于入射角4.光路可逆光路可逆光的反射光的反射光从一种介质光从一种介质斜射入斜射入另一种
2、介质时，传播方向发生变化的现象。另一种介质时，传播方向发生变化的现象。光的折射是光在光的折射是光在两种介质两种介质界面处传播的现象！界面处传播的现象！光的折射光的折射1.折射光线与入射光线、法线在同一平面折射光线与入射光线、法线在同一平面2.折折射光线和入射光线分居法线两侧射光线和入射光线分居法线两侧3.光从空气斜射入水或玻璃中，折射角大于入射角；光从空气斜射入水或玻璃中，折射角大于入射角；光从水或玻璃斜射入空气中，折射角小于入射角。光从水或玻璃斜射入空气中，折射角小于入射角。4.入射角增大（或减小），折射角增大（或减小）入射角增大（或减小），折射角增大（或减小）5.光垂直射到界面上时，传播方
3、向不变。光垂直射到界面上时，传播方向不变。6.光路可逆光路可逆一、波的反射一、波的反射1.1.定义：定义：当波传播到两种介质的分界面时，一部分当波传播到两种介质的分界面时，一部分返回原来介质返回原来介质继续继续传播的现象。传播的现象。2.2.反射规律：反射规律：(1)(1)反射线、入射线和法线在同一平面内，反射线反射线、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，反射角等于入射角和入射线分别位于法线两侧，反射角等于入射角;（2 2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同;（3 3）波遇到两种介质界面时，总存在反射。）波遇到两种介质界面时，总
4、存在反射。分界面分界面法线法线介质介质1介质介质2一、波的反射一、波的反射 1818世纪，意大利教士兼世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼研生物学家斯帕兰扎尼研究究蝙蝠在夜间活动时蝙蝠在夜间活动时，发现，发现蝙蝠是靠高频率蝙蝠是靠高频率的尖叫的尖叫来确定障碍物的位置的。这种尖叫声在来确定障碍物的位置的。这种尖叫声在每秒每秒2 2万到万到1010万赫兹之间，我们的耳朵对这样频率范围内的声万赫兹之间，我们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不到的。这样的声波称为超声波。蝙蝠发出波是听不到的。这样的声波称为超声波。蝙蝠发出超声波，然后借助物体反射回来的回声，就能判断超声波，然后借助物体反射回来的回声，就
5、能判断出所接近的物体的出所接近的物体的大小、形状大小、形状和运动方式。和运动方式。一、波的反射一、波的反射 雷达雷达是利用无线电波发现目标，并测定其是利用无线电波发现目标，并测定其位置的设备。由于无线电波具有恒速、定向传位置的设备。由于无线电波具有恒速、定向传播的规律，因此，当雷达波碰到飞行目标播的规律，因此，当雷达波碰到飞行目标(飞飞机、导弹）等时，一部分雷达波便会反射回来，机、导弹）等时，一部分雷达波便会反射回来，根据反射雷达波的时间和方位便可以计算出飞根据反射雷达波的时间和方位便可以计算出飞行目标的位置行目标的位置。由于由于一般飞机的外形比较复杂，总有许多一般飞机的外形比较复杂，总有许多
6、部分能够强烈反射部分能够强烈反射雷达波，因此雷达波，因此整个飞机表面整个飞机表面涂以黑色的吸收雷达波的涂料涂以黑色的吸收雷达波的涂料。一、波的反射一、波的反射二、波的折射二、波的折射1.1.定义：波从一种介质进入另一种介质时传播方向发生偏折的现象，定义：波从一种介质进入另一种介质时传播方向发生偏折的现象，称为波的折射称为波的折射2.2.折射规律：折射规律：(1)(1)入射线、法线、折射线在同一平面内，入射入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧线与折射线分居法线两侧(2)(2)入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在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
7、在第二种介质中的速第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比。度之比。分界面分界面法线法线介质介质1介质介质2二、波的折射二、波的折射(4)(4)当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例。当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例。(5)(5)在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变。在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变。(3)(3)波发生折射的原因是波在不同介质中的速度不同导致的。波发生折射的原因是波在不同介质中的速度不同导致的。分界面分界面法线法线介质介质1介质介质2二、波的折射二、波的折射波现象波现象波的反射波的反射波的折射波的折射 频率频率f不
8、变不变不变不变波速波速v不变不变改变改变波长波长不变不变改变改变波的反射、折射现象中各物理量的变化波的反射、折射现象中各物理量的变化二、波的折射二、波的折射三、波的衍射三、波的衍射 波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。波在什么条件下能够发生波在什么条件下能够发生明显的明显的衍射现象呢衍射现象呢？2.衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。1.衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。三、波的衍射三、波的衍射三、波的衍射三、波的衍射1.观察孔、缝宽度对衍射的影响三、波的衍射三、波的衍射规律：波长不变，狭缝宽度d与波长相差不多时，衍
9、射现象更明显。波长不变，改变挡板缝宽三、波的衍射三、波的衍射2.观察波长对衍射的影响三、波的衍射三、波的衍射规律：l波长与狭缝宽度相差不多时，衍射现象更明显；挡板缝宽不变，改变波长l波长减小，衍射现象变得不明显；l波长与狭缝宽度相比非常小，水波将沿直线传播。三、波的衍射三、波的衍射实验表明：实验表明：只有缝、孔的宽度或障碍物的只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多尺寸跟波长相差不多，或者，或者比波比波长更小长更小时，才能观察到时，才能观察到“明显明显”的衍射现象。（的衍射现象。（孔、缝太小了也不行孔、缝太小了也不行）3.3.发生明显衍射的条件：发生明显衍射的条件：（3 3）障碍物或孔的障碍物或孔的尺寸大小尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是发仅是发“明显衍射明显衍射”的条件的条件（4 4）一般情况下，一般情况下，波长较大波长较大的波容易产生的波容易产生明显明显的衍射现象。的衍射现象。三、波的衍射三、波的衍射回声测距
