廣東省揭陽一中高中物理 12-5 波的衍射課件 新人教版選修3-4

1、 波波 的的 衍衍 射射 實(shí)例實(shí)例1、在水塘里，微風(fēng)激起的水、在水塘里，微風(fēng)激起的水 波遇到突出水面波遇到突出水面 的小石子、蘆的小石子、蘆 葦，葦， 會(huì)繞過他們繼續(xù)傳播，好象他會(huì)繞過他們繼續(xù)傳播，好象他 們們 并不存在并不存在 實(shí)例實(shí)例2、聽其聲不見其人。、聽其聲不見其人。 實(shí)例實(shí)例3、隔墻有耳、隔墻有耳 點(diǎn)擊下圖觀看點(diǎn)擊下圖觀看動(dòng)畫動(dòng)畫 一、波的衍射一、波的衍射 現(xiàn)象：水波繞過小孔繼續(xù)傳 播 一、衍射現(xiàn)象一、衍射現(xiàn)象 波能繞過障礙物繼續(xù)傳播的波能繞過障礙物繼續(xù)傳播的 現(xiàn)象，叫做波的衍射。現(xiàn)象，叫做波的衍射。 衍衍展延之意展延之意 波的衍射波的衍射波展延到波展延到“影子影子”區(qū)域區(qū)域 里的現(xiàn)

2、象。里的現(xiàn)象。 衍射是所有波共有的一種現(xiàn)象，一衍射是所有波共有的一種現(xiàn)象，一 切波都能發(fā)生衍射同時(shí)，它也是切波都能發(fā)生衍射同時(shí)，它也是 波所特有的現(xiàn)象波所特有的現(xiàn)象 二、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的二、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的 條件條件 點(diǎn)擊下圖觀看實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擊下圖觀看實(shí)驗(yàn) 結(jié)論結(jié)論： 窄縫寬度跟波長(zhǎng)相差不多時(shí)，有明顯窄縫寬度跟波長(zhǎng)相差不多時(shí)，有明顯 的衍射現(xiàn)象；的衍射現(xiàn)象； 窄縫寬度比波長(zhǎng)大得越多，衍射現(xiàn)象窄縫寬度比波長(zhǎng)大得越多，衍射現(xiàn)象 越不明顯；越不明顯； 窄縫寬度跟波長(zhǎng)相比非常大時(shí)，水波窄縫寬度跟波長(zhǎng)相比非常大時(shí)，水波 將直線傳播，觀察不到衍射現(xiàn)象將直線傳播，觀察不到衍射現(xiàn)象 水波的衍射水波的衍射 只有縫

3、、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波 長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能 觀察到明顯的衍射現(xiàn)象觀察到明顯的衍射現(xiàn)象 注意注意：一切波都能發(fā)生衍射，一切波都能發(fā)生衍射，而要發(fā)生而要發(fā)生 明顯的衍射現(xiàn)象須滿足上述條件，當(dāng)不明顯的衍射現(xiàn)象須滿足上述條件，當(dāng)不 滿足上述條件時(shí)，衍射現(xiàn)象仍存在，只滿足上述條件時(shí)，衍射現(xiàn)象仍存在，只 不過是衍射現(xiàn)象不明顯，不易被我們觀不過是衍射現(xiàn)象不明顯，不易被我們觀 察到察到 發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件： . . . . . . . . . 三、用惠更斯原理解釋衍射現(xiàn)象 障礙物障礙物 障礙物

4、后的障礙物后的 陰影部分陰影部分 平面波平面波 平面波波面平面波波面 障礙后障礙后 的波面的波面 障礙后障礙后 的波線的波線 返回返回 結(jié)束 波在傳播過程中，遇到障礙物波在傳播過程中，遇到障礙物 時(shí)其傳播方向發(fā)生改變，繞過障礙時(shí)其傳播方向發(fā)生改變，繞過障礙 物的邊緣繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。物的邊緣繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。 利用惠更斯原理可解釋波的衍射現(xiàn)象。利用惠更斯原理可解釋波的衍射現(xiàn)象。 波的衍射波的衍射 波達(dá)到狹縫處，縫上各點(diǎn)都可看波達(dá)到狹縫處，縫上各點(diǎn)都可看 作子波源，作出子波包絡(luò)，得到新的作子波源，作出子波包絡(luò)，得到新的 波前。在縫的邊緣處，波的傳播方向發(fā)生改變。波前。在縫的邊緣處，波的傳播方向發(fā)生改

5、變。 當(dāng)狹縫縮小，與波長(zhǎng)相近時(shí)，衍射效果顯著。當(dāng)狹縫縮小，與波長(zhǎng)相近時(shí)，衍射效果顯著。 小結(jié)：小結(jié)： 1、衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都會(huì)產(chǎn)生衍、衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都會(huì)產(chǎn)生衍 射現(xiàn)象。射現(xiàn)象。 2、衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯與不明顯、衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯與不明顯 的差異。的差異。 3、障礙物或孔的尺寸大小，并不是決定衍射、障礙物或孔的尺寸大小，并不是決定衍射 能否發(fā)生的條件，僅是發(fā)生明顯衍射的條件。能否發(fā)生的條件，僅是發(fā)生明顯衍射的條件。 4、一般情況下，波長(zhǎng)較大的波容易產(chǎn)生顯著、一般情況下，波長(zhǎng)較大的波容易產(chǎn)生顯著 的衍射現(xiàn)象。的衍射現(xiàn)象。 小結(jié)：小結(jié)： 5、波傳到小孔（或障

6、礙物）時(shí)，小、波傳到小孔（或障礙物）時(shí)，小 孔或障礙物仿佛是一個(gè)新的波源，由孔或障礙物仿佛是一個(gè)新的波源，由 它發(fā)出與原來同頻率的波在孔或障礙它發(fā)出與原來同頻率的波在孔或障礙 物后傳播，于是就出現(xiàn)了偏離直線傳物后傳播，于是就出現(xiàn)了偏離直線傳 播方向的衍射現(xiàn)象。播方向的衍射現(xiàn)象。 6、當(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)，盡管、當(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)，盡管 衍射十分突出，但由于能量的減弱，衍射十分突出，但由于能量的減弱， 衍射現(xiàn)象不容易觀察到。衍射現(xiàn)象不容易觀察到。 練習(xí)：練習(xí)： 1、以下關(guān)于波的衍射的說法，正確的、以下關(guān)于波的衍射的說法，正確的 是是（ ） A、波遇到障礙物時(shí)，一定會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象、波遇

7、到障礙物時(shí)，一定會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 B、當(dāng)孔的尺寸比波長(zhǎng)小，衍射現(xiàn)象明顯、當(dāng)孔的尺寸比波長(zhǎng)小，衍射現(xiàn)象明顯 C、當(dāng)障礙物的尺寸比波長(zhǎng)大得多時(shí)，衍射現(xiàn)象很明顯、當(dāng)障礙物的尺寸比波長(zhǎng)大得多時(shí)，衍射現(xiàn)象很明顯 D、只有當(dāng)障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不多時(shí)，才會(huì)發(fā)生、只有當(dāng)障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不多時(shí)，才會(huì)發(fā)生 明顯的衍射現(xiàn)象明顯的衍射現(xiàn)象 2、下列現(xiàn)象屬于波的衍射現(xiàn)象的、下列現(xiàn)象屬于波的衍射現(xiàn)象的 是是（ ） A、在空曠的山谷里喊叫，可以聽到回聲、在空曠的山谷里喊叫，可以聽到回聲 B、“空山不見人，但聞人語響空山不見人，但聞人語響” C、“余音繞梁，三日而不絕余音繞梁，三日而不絕” D、夏日的雷聲有時(shí)轟

8、鳴不絕、夏日的雷聲有時(shí)轟鳴不絕 3.關(guān)于波的衍射下列說法中正確的是（關(guān)于波的衍射下列說法中正確的是（ ） A在衍射現(xiàn)象中，波不是沿直線傳播的在衍射現(xiàn)象中，波不是沿直線傳播的 B水波碰到障礙物后返回傳播的現(xiàn)象屬于衍射現(xiàn)象水波碰到障礙物后返回傳播的現(xiàn)象屬于衍射現(xiàn)象 C橫波能發(fā)生衍射，而縱波不能發(fā)生衍射橫波能發(fā)生衍射，而縱波不能發(fā)生衍射 D不能發(fā)生明顯衍射的，必定不是波不能發(fā)生明顯衍射的，必定不是波 E衍射是一切波的特性衍射是一切波的特性 F波長(zhǎng)跟孔的寬度差不多時(shí)能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象波長(zhǎng)跟孔的寬度差不多時(shí)能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象 G波長(zhǎng)比孔的寬度小得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯波長(zhǎng)比孔的寬度小得越多，衍射現(xiàn)象越不

9、明顯 H波長(zhǎng)比孔的寬度大得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯波長(zhǎng)比孔的寬度大得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯 AEFH 4.如圖是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和和BD是兩是兩 塊擋板，塊擋板，AB是一個(gè)孔，是一個(gè)孔，O為波源，圖中已畫出波源所為波源，圖中已畫出波源所 在區(qū)域波的傳播情況，每在區(qū)域波的傳播情況，每 兩條相鄰波紋（圖中曲線）兩條相鄰波紋（圖中曲線） 之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則 波經(jīng)過孔之后的傳播情況，波經(jīng)過孔之后的傳播情況， 下述描述正確的是（下述描述正確的是（ ） ABC A擋板前后波紋間距離相等擋板前后波紋間距離相等 B此時(shí)能明顯觀察到波的衍

10、射現(xiàn)象此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象 C如果將孔如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象 D如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地 觀察衍射現(xiàn)象觀察衍射現(xiàn)象 5、水波通過小孔發(fā)生了一定程度的衍射，為使衍射、水波通過小孔發(fā)生了一定程度的衍射，為使衍射 現(xiàn)象更明顯，可以現(xiàn)象更明顯，可以（ ） A、增大小孔的尺寸，同時(shí)增大水波的頻率、增大小孔的尺寸，同時(shí)增大水波的頻率 B、增大小孔的尺寸，同時(shí)減小水波的頻率、增大小孔的尺寸，同時(shí)減小水波的頻率 C、縮小小孔的尺寸，同時(shí)增大水波的頻率、縮小小孔的尺寸，同時(shí)增大水波的

11、頻率 D、縮小小孔的尺寸，同時(shí)減小水波的頻率、縮小小孔的尺寸，同時(shí)減小水波的頻率 6、在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子振動(dòng)、在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子振動(dòng) 的頻率是的頻率是5 Hz，水波在水槽中的傳播速度為，水波在水槽中的傳播速度為0.05 m/s，為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象，小孔直徑，為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象，小孔直徑D應(yīng)應(yīng) 為為（ ） A、10 cm B、5 cm C、D 1 cm D、D 1 cm 7.如圖所示是不同頻率的水波通過相同的小孔所能到如圖所示是不同頻率的水波通過相同的小孔所能到 達(dá)區(qū)域的示意圖，達(dá)區(qū)域的示意圖， 情況中水波的頻率最大；情況中水波的頻率最大； 情況中水波的頻率最小。情況中水波的頻率最小。 b a c 題11圖 8.甲乙兩人分乘兩只船在湖中釣魚，甲乙兩人分乘兩只船在湖中釣魚， 兩船相距兩船相距24 m。有一列水波在湖面上。有一列水波在湖面上 傳播，使每只船每