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波的反射、折射和衍射
知识点:波的反射、折射和衍射
一、波的反射
1.反射现象:波遇到介质界面(如水遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象.
2.反射规律: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.
二、波的折射
1.波的折射:光从一种介质进入另一种介质时会发生折射,同样,其他波从一种介质进入另一种介质时也发生折射.
2.水波的折射:水波在深度不同的水域传播时,在交界处发生折射.
三、波的衍射
1.波的衍射:波绕过障碍物继续传播的现象.
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.波的衍射的普遍性:一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象.
技巧点拨
一、波的反射和折射
1.波的反射遵从反射定律,即入射线、反射线及法线位于同一平面内,入射线、反射线分别位于法线的两侧,反射角等于入射角.
2.波的频率是由振源决定的,介质中各个质点的振动都是受迫振动,因此不论是反射还是折射,波的频率是不改变的.
3.波速是由介质决定的,波反射时是在同一介质中传播,因此波速不变,波折射时是在不同介质中传播,因此波速改变.
4.波长是由频率和波速共同决定的,即在波的反射中,由于波的频率和波速均不变,根据公式λ=eq \f(v,f)可知波长不改变;在波的折射中,当进入新的介质中波速增大时,由λ=eq \f(v,f)可知波长变大,反之变小.
总结提升
回声测距的三种情况
1.当声源不动时,声波遇到了障碍物后会返回继续传播,反射波与入射波在同一介质中传播速度相同,因此,入射波和反射波在传播距离一样的情况下用的时间相等,设经时间t听到回声,则声源到障碍物的距离为s=v声·eq \f(t,2).
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)·eq \f(t,2).
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为s=(v声-v)·eq \f(t,2).
二、波的衍射
1.衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射.衍射只有“明显”与“不明显”之分,障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多,或比波长小是产生明显衍射的条件.
2.声波波长较长,一般在1.7 cm~17 m.
3.波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况.
例题精练
1.(泰安四模)关于波的衍射、干涉,下列说法正确的是( )
A.超声波定位利用了波的衍射
B.“闻其声不见其人”中的“闻其声”是声波发生明显衍射的结果
C.两列波叠加时一定可以观察到稳定的干涉图样
D.两列波发生稳定干涉时,介质中某点的振动可能时而加强时而减弱
2.(思明区校级期中)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( )
A.水面波经过孔后波速会改变
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
随堂练习
1.(金山区校级期中)两波源Ⅰ、Ⅱ在水槽中形成的波形如图所示,其中实线为波峰,虚线为波谷,则( )
A.a是振动始终加强的点
B.b是振动始终加强的点
C.a和b都是振动始终加强的点
D.a和b都不是振动始终加强的点
2.(思明区校级期中)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.
3.(威海期末)下列现象属于波的衍射的是( )
A.“闻其声而不见其人”
B.闪电过后雷声轰鸣不绝
C.围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
D.鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高
4.(金山区期末)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
综合练习
一.选择题(共15小题)
1.(威海期末)下列现象属于波的衍射的是( )
A.“闻其声而不见其人”
B.闪电过后雷声轰鸣不绝
C.围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
D.鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高
2.(金山区期末)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
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