普通高中物理选择性必修一 第三章第3节 波的反射、折射和衍射
内容来源|普通高中教科书 物理 选择性必修第一册 人民教育出版社 软件|亿图脑图MindMaster
声音在传播过程遇到障碍物会发生反射。对着远处的峭壁大喊一声会听到回声,就是声波在峭壁上反射的结果。
演示
实验器材
发波水槽的一端有一平板振动发生器,振动发生器在水槽中能够产生水波。
实验观察
在水槽中斜向放置一块挡板,观察水波在传播过程中发生的现象。
波的反射
用一条射线代表波的入射方向(入射线),用另一条射线代表波的反射方向(反射线)。
反射线、法线与入射线在同一平面内,反射线与入射线分居于法线两侧,反射角等于入射角。
波的折射
一列水波在深度不同的水域传播时,在交界面处将发生折射。
用一条射线代表水波的入射方向,用另一条射线代表水波的折射方向,可以清晰地看出水波的折射现象。
演示
实验观察
在水槽里放两块挡板,中间留一个狭缝,观察水波通过狭缝后的传播情况。
保持水波的波长不变,改变狭缝的宽度,观察水波的传播情况有什么变化。
观察发现
狭缝宽度比波长大得多的情况下,波的传播如同光沿直线传播一样,在挡板后面产生了“阴影区”。
狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小的情况下,水波可以绕到挡板后面继续传播,发生明显的衍射现象。
保持狭缝的宽度不变,改变水波的波长,观察波的传播情况的变化。
波长与狭缝宽度相差不多时,有明显的衍射现象,随着波长的减小,衍射现象变得不明显。可以推测,当波长与狭缝宽度相比非常小时,水波将沿直线传播,观察不到衍射现象。
波的衍射
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。
声波也能发生衍射。
通常声波的波长为1.7cm~17m,所以声波能绕过一般的障碍物,使我们能听到障碍物另一侧的声音。“闻其声而不见其人”。