第十二章第5節(jié)波的衍射

1、第十二章第十二章 機械波機械波第第4 4節(jié)節(jié) 波的衍射波的衍射波的衍射波的衍射 波的衍射：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳波的衍射：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象播的現(xiàn)象 實驗一、水波的衍射現(xiàn)象及在波長一實驗一、水波的衍射現(xiàn)象及在波長一定的情況狹縫寬對衍射實驗的影響定的情況狹縫寬對衍射實驗的影響 現(xiàn)象：現(xiàn)象：水波繞過小孔繼續(xù)傳播水波繞過小孔繼續(xù)傳播 說明說明: : 衍射是波特有的衍射是波特有的現(xiàn)象現(xiàn)象; ;一切波都能發(fā)一切波都能發(fā)生衍射生衍射 衍射現(xiàn)象總是存在衍射現(xiàn)象總是存在的的, ,只有明顯和不只有明顯和不 明明顯的差異顯的差異. . 實驗二、在狹縫寬度一定的情況下，實驗二、在狹縫寬度一定的情況下，波

2、長對衍射實驗的影響波長對衍射實驗的影響結(jié)論結(jié)論： 障礙物較大時對波有影響障礙物較大時對波有影響, ,較小時對較小時對波有影響波有影響, ,即障礙物比較小時能發(fā)生即障礙物比較小時能發(fā)生明顯衍射明顯衍射. . 窄縫寬度跟波長相差不多時，有明顯窄縫寬度跟波長相差不多時，有明顯的衍射現(xiàn)象的衍射現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論： 窄縫寬度比波長大得越多，窄縫寬度比波長大得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯；衍射現(xiàn)象越不明顯； 窄縫寬度跟波長相比非常大窄縫寬度跟波長相比非常大時，水波將直線傳播，觀察不到時，水波將直線傳播，觀察不到衍射現(xiàn)象衍射現(xiàn)象發(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 說明說明: :障礙物或孔的尺寸大小障礙物或孔的

3、尺寸大小, ,并不并不是決定衍射能否發(fā)生的條件是決定衍射能否發(fā)生的條件, ,僅是衍僅是衍射現(xiàn)象是否明顯的條件射現(xiàn)象是否明顯的條件. .一般情況下一般情況下, ,波長較大的波容易產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)波長較大的波容易產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象象. . 障礙物或孔的尺寸比波長小障礙物或孔的尺寸比波長小, ,或跟波長或跟波長相差不多相差不多. . 波傳到小孔波傳到小孔( (或障礙物或障礙物) )時時, ,小孔小孔( (或障礙物或障礙物) )仿佛是一個新的波源仿佛是一個新的波源, ,由它發(fā)出與原來同頻率的波由它發(fā)出與原來同頻率的波( (稱子稱子波波) )在孔后傳播在孔后傳播, ,于是就于是就出現(xiàn)了偏離出現(xiàn)了偏離直線

4、傳播的衍射現(xiàn)象直線傳播的衍射現(xiàn)象. 當(dāng)孔的尺寸遠小于波長時盡管衍當(dāng)孔的尺寸遠小于波長時盡管衍射十分突出射十分突出, ,但由于衍射波的能量但由于衍射波的能量很弱很弱, ,衍射現(xiàn)象不容易觀察到衍射現(xiàn)象不容易觀察到. .一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象有的現(xiàn)象 .例例1. 1.下列現(xiàn)象或事實屬于衍射現(xiàn)象的是下列現(xiàn)象或事實屬于衍射現(xiàn)象的是( )( )A.A.風(fēng)從窗戶吹進來風(fēng)從窗戶吹進來B.B.雪堆積在背風(fēng)的屋后雪堆積在背風(fēng)的屋后C.C.水波前進方向上遇到凸出水面的小水波前進方向上遇到凸出水面的小石子石子, ,小石子對波的傳播沒有影響小石子對波的傳播沒有影響. .D.

5、D.晚上看到水中月亮的倒影晚上看到水中月亮的倒影C例例2.2.下列關(guān)于波的衍射的說法正確的下列關(guān)于波的衍射的說法正確的是是( )( )A.A.衍射是一切機械波特有的現(xiàn)象衍射是一切機械波特有的現(xiàn)象B.B.對同一列波對同一列波, ,縫或孔縫或孔( (障礙物障礙物) )越小越小, ,衍衍射現(xiàn)象越明顯射現(xiàn)象越明顯C.C.只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象, ,縱波不縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象能發(fā)生衍射現(xiàn)象D.D.聲波容易發(fā)生衍射是由于聲波波長聲波容易發(fā)生衍射是由于聲波波長較大較大BD例例3.3.在水波槽的衍射實驗中在水波槽的衍射實驗中, ,若打擊水面若打擊水面的振子的頻率是的振子的頻率是5HZ

6、,5HZ,水波在槽中的水波在槽中的傳播速度為傳播速度為0.05m/s,0.05m/s,為觀察到顯著的為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象衍射現(xiàn)象, ,小孔直徑小孔直徑d d應(yīng)為應(yīng)為( )( )A.A.10cm 10cm B.B.5cm 5cm C.C. d1cm d1cm D.D. d1cm d1cmD例例4 4：如圖是觀察水面波衍射的實驗裝置，：如圖是觀察水面波衍射的實驗裝置，ACAC和和BDBD是兩塊擋板，是兩塊擋板，ABAB是一個孔，是一個孔，OO為為波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋（圖中曲線）播情況，每兩條相鄰波紋（圖中曲線）之間距離表示一個

7、波長，則波經(jīng)過孔之之間距離表示一個波長，則波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下述描述正確的是（后的傳播情況，下述描述正確的是（ ） A A此時能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象此時能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B B擋板前波紋間距離相等擋板前波紋間距離相等C C如果將孔如果將孔ABAB擴大，有可能觀察不到擴大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象明顯的衍射現(xiàn)象 D D如果孔的大小不變，使波源頻率增如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀察衍射現(xiàn)象大，能更明顯地觀察衍射現(xiàn)象 解析：由圖可看出孔解析：由圖可看出孔AB與波長相比小于與波長相比小于一個波長，則一個波長，則A對對;介質(zhì)及波源不變則不變，介質(zhì)及波源不變則不變，B對對;將孔變大，若孔的大