新課標(biāo)高中物理人教版選擇性必修123冊教學(xué)課件波的反射、折射和衍射示范課件1

新課標(biāo)高中物理人教版選擇性必修123冊教學(xué)課件波的反射、折射和衍射示范課件1目錄波的基本概念與性質(zhì)反射現(xiàn)象及其規(guī)律折射現(xiàn)象及其規(guī)律衍射現(xiàn)象及其規(guī)律波的疊加原理與干涉現(xiàn)象波的偏振性質(zhì)及應(yīng)用01波的基本概念與性質(zhì)波是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，是能量傳遞的一種方式。波的定義根據(jù)振動(dòng)方向和傳播方向的關(guān)系，波可分為橫波和縱波。波的分類波的定義及分類描述波的傳播規(guī)律的偏微分方程，如弦振動(dòng)方程、波動(dòng)方程等。波速=波長/周期，表示波在介質(zhì)中傳播的速度。波動(dòng)方程與波速公式波速公式波動(dòng)方程波的振動(dòng)幅度較小，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)遵循線性規(guī)律，如簡諧波。線性波波的振動(dòng)幅度較大，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)不再遵循線性規(guī)律，如沖擊波、孤立波等。非線性波線性波與非線性波02反射現(xiàn)象及其規(guī)律反射定律光在傳播到不同介質(zhì)的交界面時(shí)，會遵循反射定律發(fā)生反射，即入射光線、反射光線和法線在同一平面內(nèi)，且入射角和反射角相等。反射角計(jì)算根據(jù)反射定律，可以通過測量入射角和法線的夾角來計(jì)算反射角，進(jìn)而確定反射光線的方向。反射定律與反射角計(jì)算鏡面反射發(fā)生在光滑表面上的反射現(xiàn)象，入射光線遵循反射定律，反射光線集中且方向明確，形成清晰的像。漫反射發(fā)生在粗糙表面上的反射現(xiàn)象，入射光線向各個(gè)方向散射，不遵循反射定律，反射光線分散且方向不確定，形成模糊的像。鏡面反射與漫反射比較駐波形成條件及特點(diǎn)形成條件當(dāng)兩列波在同一直線上沿相反方向傳播，且振幅、頻率和相位都相同時(shí)，會疊加形成駐波。特點(diǎn)駐波具有固定的波節(jié)和波腹位置，波節(jié)處振幅為零，波腹處振幅最大；相鄰波節(jié)和波腹之間的距離等于半個(gè)波長；駐波不傳播能量，只在原地振動(dòng)。03折射現(xiàn)象及其規(guī)律VS光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生改變，使光在不同介質(zhì)交界處發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫做光的折射。折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，并且折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比，即sinθ1/sinθ2=n2/n1。折射率計(jì)算光從真空射入介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角i與折射角r的正弦之比n叫做介質(zhì)的“絕對折射率”，簡稱“折射率”。它表示光在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)對光的一種特征。折射定律折射定律與折射率計(jì)算當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到臨界角，這時(shí)折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射。全反射現(xiàn)象當(dāng)光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角將大于入射角；當(dāng)入射角為某一數(shù)值時(shí)，折射角達(dá)到最大值，該入射角稱為臨界角。臨界角求解全反射現(xiàn)象及臨界角求解棱鏡對光線的偏折作用棱鏡可以使光線發(fā)生偏折，改變光線的傳播方向。當(dāng)一束平行于棱鏡底面的光線通過棱鏡后，光線將向棱鏡的底面偏折。棱鏡的色散作用由于不同顏色的光在棱鏡中的折射率不同，因此不同顏色的光在通過棱鏡后偏折程度也不同，這種現(xiàn)象稱為棱鏡的色散作用。棱鏡對光線偏折作用分析04衍射現(xiàn)象及其規(guī)律根據(jù)衍射屏障的形狀和尺寸，衍射可分為小孔衍射、單縫衍射和多縫衍射等。衍射是波動(dòng)特有的現(xiàn)象，表現(xiàn)為波在傳播過程中遇到障礙物或小孔時(shí)，能夠繞過障礙物或小孔繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。衍射使得波的傳播方向發(fā)生改變，形成特定的衍射圖樣。衍射現(xiàn)象分類衍射現(xiàn)象特點(diǎn)衍射現(xiàn)象分類和特點(diǎn)單縫衍射實(shí)驗(yàn)通過單縫的衍射實(shí)驗(yàn)可以觀察到明暗相間的衍射條紋。當(dāng)單色光正對單縫照射時(shí)，在屏幕上出現(xiàn)中央明紋，兩側(cè)為明暗相間的條紋，且離中央明紋越遠(yuǎn)，條紋間距越小。公式推導(dǎo)根據(jù)惠更斯-菲涅爾原理，可以推導(dǎo)出單縫衍射的光強(qiáng)分布公式。對于單色光，光強(qiáng)分布與衍射角、縫寬和波長有關(guān)。通過公式計(jì)算可以得到各級明紋和暗紋的位置和寬度。單縫衍射實(shí)驗(yàn)和公式推導(dǎo)多縫干涉和衍射綜合應(yīng)用當(dāng)多個(gè)單縫同時(shí)受到單色光的照射時(shí)，會在屏幕上形成多組明暗相間的干涉條紋。多縫干涉條紋的間距和寬度與單縫衍射類似，但受到多縫間距的影響。多縫干涉衍射現(xiàn)象在光學(xué)、聲學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。例如，在光學(xué)中，利用衍射原理可以制作各種光學(xué)元件和器件，如光柵、濾波器、波導(dǎo)等；在聲學(xué)中，衍射現(xiàn)象對于聲音的傳播和接收也有重要影響。通過綜合應(yīng)用干涉和衍射原理，可以實(shí)現(xiàn)對波動(dòng)現(xiàn)象的深入研究和應(yīng)用。衍射綜合應(yīng)用05波的疊加原理與干涉現(xiàn)象當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的波同時(shí)作用于同一介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)為各個(gè)波單獨(dú)作用時(shí)振動(dòng)的合成。疊加原理表述揭示了波的獨(dú)立傳播原理和波的疊加性質(zhì)，是波動(dòng)理論的基礎(chǔ)。疊加原理意義疊加原理表述和意義產(chǎn)生條件兩列波的頻率相同，相位差恒定，振動(dòng)方向相同。要點(diǎn)一要點(diǎn)二類型根據(jù)干涉圖樣和干涉條件的不同，可分為雙縫干涉、薄膜干涉、劈尖干涉等。干涉現(xiàn)象產(chǎn)生條件和類型雙縫干涉實(shí)驗(yàn)通過雙縫的單色光在屏幕上形成明暗相間的干涉條紋，測量條紋間距和光源到雙縫及雙縫到屏幕的距離，可驗(yàn)證光的波動(dòng)性。公式推導(dǎo)根據(jù)光的波動(dòng)理論和干涉條件，可推導(dǎo)出雙縫干涉條紋間距公式為Δx=L/dλ，其中L為光源到屏幕的距離，d為雙縫間距，λ為光的波長。雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和公式推導(dǎo)06波的偏振性質(zhì)及應(yīng)用010203橫波偏振定義橫波中振動(dòng)方向與傳播方向垂直的波稱為橫波偏振。橫波偏振特點(diǎn)橫波偏振時(shí)，波的振動(dòng)方向在傳播過程中保持不變。橫波偏振與縱波的區(qū)別橫波偏振與縱波的主要區(qū)別在于振動(dòng)方向與傳播方向的關(guān)系，橫波偏振時(shí)振動(dòng)方向與傳播方向垂直，而縱波中振動(dòng)方向與傳播方向平行。橫波偏振性質(zhì)介紹縱波中振動(dòng)方向與傳播方向平行的波稱為縱波偏振?？v波偏振定義縱波偏振特點(diǎn)縱波偏振的應(yīng)用縱波偏振時(shí)，波的振動(dòng)方向與傳播方向一致，且波的振幅在傳播過程中保持不變?？v波偏振在地震學(xué)、聲學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如地震波的傳播、聲波的傳遞等。030201縱波偏振性質(zhì)介紹ABDC液晶顯示器液晶顯示器利用偏振光的原理，通過控制液晶分子的排列方式，實(shí)現(xiàn)對光的透射和阻擋，從而顯示出圖像。3D電影3D電影利用偏振光的原理，將左右眼看到的圖像分別通過不同的偏振方向進(jìn)行區(qū)分，再經(jīng)過觀眾佩戴的3D眼鏡進(jìn)行過濾，使得左右眼分別看到不同的圖像，從而產(chǎn)生立體視覺效果。攝影技術(shù)在攝影技術(shù)中，利用偏振光可以消除反射光的影響，提高照片的清晰度和色彩飽和度。例如，