1、3波的反射、折射和衍射1知道波的反射和反射规律。2了解波的折射现象。3知道波的衍射现象和波发生明显衍射现象的条件，知道衍射是波特有的现象。 知识点一波的反射和折射情境导学我们一般都有这样的体验：(1)如图甲所示，我们在山中对着山谷大声“你好”时会听到“连绵不断”的“你好”的回声；如图乙所示，在空旷的大房间里大声说话时，会听到“嗡嗡”的回声，导致不容易听清声音，这些属于波的什么现象？(2)如图丙所示，我们对着家中的鱼缸大喊，会看见鱼缸中的鱼儿的游泳速度发生突然变化，好像听到了我们的喊声。这属于波的什么现象？提示：(1)都是声波的反射现象。(2)是声波的折射现象。知识梳理1波的反射(1)定义：波遇
2、到介质界面会返回来继续传播的现象。(2)波的反射定律：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角，如图所示。2波的折射(1)定义：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)一切波都会发生折射现象。初试小题1判断正误。(1)在空旷的房间里往往听不清对方说的话，这是墙壁对声音多次反射的结果。()(2)潜水员能听到岸上人的喊声，是声波反射的结果。()(3)潜水员能听到岸上人的喊声，是声波折射的结果。()2思考题。人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力的？提示：在
3、耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵的接收能力的。知识点二波的衍射情境导学我们常说“隔墙有耳”“未见其人先闻其声”，这些现象的发生是什么原因？提示：声波发生了衍射现象。知识梳理1定义：波绕过障碍物继续传播的现象。2实验及现象(1)实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留个狭缝。(2)现象狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿直线传播一样，挡板后面产生一个阴影区。狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时，波绕到挡板后面继续传播。3发生明显衍射的条件缝、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。4一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。初试小题1判断
4、正误。(1)雷雨天总是“先看见闪电后听到雷声”是声波的衍射现象。()(2)“闻其声而不见其人”，是指声波的衍射现象。()(3)缝或孔的宽度较大时，不能发生衍射现象。()(4)一切波都能发生衍射现象。()2下列现象不属于波的明显衍射现象的是()A“隔墙有耳”B“空山不见人，但闻人语声”C河中芦苇后面没有留下无波的区域D池中假山前有水波，假山后无水波解析：选D假山前有水波，假山后无水波，说明波没有绕过障碍物，因此不属于明显衍射现象，其余都属于波的明显衍射现象，故选D。对波的反射和折射现象的理解及应用要点归纳1波的反射的应用(1)回声测距：常见的有如下三种情况：当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被
5、反射回来继续传播，由于反射波与入射波在同一介质中的传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等。设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为sv声。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)。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为s(v声v)。(2)超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波。超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来。蝙蝠、海豚就是根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向的。2频率、波速和波长的决定因素
6、(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)根据vf知，波长与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，v不同，f相同，故不同。例题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0.5 s听到回声，则海水深为
7、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？思路点拨 解答本题时应注意以下两点：(1)波的频率、波速与介质的关系；(2)回声时间与波程的对应关系。解析(1)由f得f Hz340 Hz。因波的频率不变，则在海水中的波速为v海f4.5340 m/s1 530 m/s。(2)入射声波和反射声波用时相同，则海水深为sv海1 530 m382.5 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tv海t2s。代入数据解得t0.498 s。答案(1)3401 530(2)382.5 m(3)0.498 s例题2一列声波在介质中的波长为0.2 m。
8、当该声波从空气中以某一角度传入介质中时，波长变为0.6 m，如图所示，若介质中的声速是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。解析(1)声波在介质中传播时，由vf得f Hz1 700 Hz，由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质中传播时，频率为 1 700 Hz。(2)由vf得声波在介质中的传播速度为v22f0.61 700 m/s1 020 m/s。答案(1)1 700 Hz(2)1 020 m/s(1)在波的折射中，波的频率不发生改变，波速和波长都发生变化。(2)波在两种介质的界面上发生折射的原因是因为波在不同介质中的速度不同。(
9、3)水波的传播速度与水深有关，水越浅，水波的传播速度越小。 针对训练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()A170 mB340 mC425 mD680 m解析：选C由dvv，可得山谷的宽度约为d425 m，故选项C正确。2.图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()A2与1的波长、频率相等，波速不等B2与1的波速、频率相等，波长不等C3与1的波速、频率、波长均相等D3与1的频率相等，波速、波长均不等解析：选D波1、2
10、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是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，由得波长不同，故C错，D对。对波的衍射现象的理解问题探究声波能绕过障碍物到达后面的情境如图甲所示；军舰发出的探测超声波遇到水下潜艇的传播情境如图乙所示。请思考：衍射声波有什么特点？提示：衍射波与原波具有相同的频率，在传播过程中波形没变，只是传播范围进入到了障碍物后面的“阴影”区域。要点归纳1发生明显衍射现象的条件(1)水波遇到障碍物的情况当障碍物较小时发现波绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样。如图甲所示，衍射现象明显。(2)水波遇到小孔的情况当孔较小时发现孔后
11、的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波。如图乙所示，衍射现象明显。(3)产生明显衍射的条件障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。注意：衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。衍射现象只有“明显”与“不明显”之分。2波的衍射现象的本质波传到小孔(或障碍物)时，小孔(或障碍物)仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波(称为子波)，在孔(或障碍物)后传播，于是就出现了偏离直线传播的衍射现象。波的直线传播是衍射不明显时的近似情形。例题3如图所示，正中有一O点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形发生明显衍射的区域是()A阴影区域B
12、阴影、区域C阴影、区域D无明显衍射区域解析水波在传播过程中遇到了小孔B，与水波波长相比，小孔B的尺寸比较小，所以能发生明显的衍射现象，水面上的波能明显进入阴影、区域；但与水波波长相比，A挡板的尺寸较大，不能发生明显的衍射现象，所以水面上波分布于除阴影以外区域，故A、C、D错误，B正确。答案B(1)波的衍射是不需要条件的，但要发生明显的衍射必须满足一定的条件。(2)波长比小孔(或障碍物)尺寸大得越多，衍射现象越明显。 针对训练1水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是()A增大小孔尺寸B增大小孔尺寸C增大水波频率 D减小水波频率解析：选D根据发生明显衍射现象的条件
13、，可知本题中要使现象更明显，可采取：减小小孔尺寸或增大水波波长，或同时减小小孔尺寸、增大水波波长，所以A、B错误；介质已确定，波速是确定的，由vf知：若f改变了，也会改变，就会影响衍射发生的明显程度，因此欲增大波长，必须减小水波频率，故C错误，D正确。2.观察水面波衍射的实验装置如图所示，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
14、象解析：选D在同一介质水中，波速不变，A错误；频率由波源决定，保持不变，由可知波长不变，即水面波经过孔后波纹间距离不变，B错误；若波源频率增大，波长变短，孔的尺寸大于波长，衍射现象会变得不明显，C错误；如果将孔扩大，大于波长，衍射现象会变得不明显，可能观察不到明显的衍射现象，D正确。1以下关于波的认识，错误的是()A潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊吸波材料，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的的C雷达的工作原理是利用波的直线传播D水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象解析：选C声呐、雷达都是利用接收反射波来进行定位的，
15、故A正确，C错误；隐形飞机是通过减少波的反射达到隐形的目的的，故B正确；水波的传播方向发生改变属于波的折射现象，故D正确。2下列现象属于波的衍射现象的是()A在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声B只闻其声，不见其人C余音绕梁，三日而不绝D夏日的雷声有时轰鸣不绝解析：选B空旷的山谷里叫喊，可以听到回声，这是声波的反射现象，故A错误；波遇到障碍物或小孔后继续传播的现象叫做波的衍射，“只闻其声，不见其人”是声波的衍射现象，故B正确；“余音绕梁，三日而不绝”，是声波的反射，故C错误；雷声有时轰鸣不绝，也是声波的反射，故D错误。3下列说法中正确的是()A孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象B孔的尺寸比波长
16、小才发生衍射现象C只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能出现衍射现象D只有波才有衍射现象解析：选D波绕过障碍物的现象称为波的衍射现象，发生明显衍射的条件是孔或障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小。孔径大并不是不发生衍射，只是波的衍射现象不明显，所以A、B、C项错误。衍射现象是波的特有的现象，所以D项正确。4两列不同频率的水波通过相同的小孔形成的衍射图样如图所示，由图可知，两列波的波长和频率的大小关系是()A甲乙，f甲f乙B甲乙，f甲乙，f甲f乙D甲f乙解析：选C题图甲中衍射现象比题图乙中明显，所以甲中水波的波长大于乙中水波的波长，而相同的介质中，水波的传播速度相同，根据vf可知，波长越长，则频率越低，故C正确，A、B、D错误。5一列波在第一种均匀介质中的波长为1，在第二种均匀介质中的波长为2，且132，那么波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为()A31,11B13,14C11,31D11,13解析：选C由于波的频率由波源决定，因此f1f2，已知 132，由vf可得。