辽宁省大连市高中物理 第十二章 机械波 12.5 波的衍射课件 新人教版选修34.ppt

上节内容 波面和波线 惠更斯原理 波的反射 波的折射 在水塘里 微风激起的水波遇到突出水面的小石子 芦苇 会绕过他们继续传播 好象他们并不存在 第十二章机械波 波的衍射 1 知道什么是波的衍射现象 2 知道波发生明显衍射现象的条件 3 知道衍射是波的特有现象 知识与能力 能够运用衍射条件进行判断 过程与方法 了解波的衍射在生活中的应用 感受物理与生活之间的联系 情感 态度与价值观 波发生明显衍射现象的条件 教学重点 对波发生明显衍射现象的条件的应用 教学难点 一 衍射现象 二 发生明显衍射的条件 三 惠更斯原理对衍射的解释 一 衍射现象 波可以绕过障碍物继续传播 这种现象叫做波的衍射 1 定义 动画演示 二 发生明显衍射的条件 1 为什么 未见其人先闻其声 2 为什么光是直线传播而声波可以发生明显的衍射现象 你认为能否发生明显衍射现象和什么因素有关 孔的大小和波长决定了能否发生明显的衍射现象 总结 如果让你来设计一个实验验证我们的猜想 你将怎样设计 1 在波长不变的情况下改变障碍物或孔的尺寸 观察是否发生明显的衍射现象 2 在障碍物或孔的尺寸不变的情况下改变波长 观察是否发生明显的衍射现象 观察一 狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时 发生明显衍射 波长与狭缝宽度相差不多时 有明显衍射现象 观察二 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 为什么 未见其人先闻其声 数据 1 人耳能听到的声波的频率范围20 20000hz 2 可见光频率范围 1 一切波都能发生衍射现象 这是波的特有属性 注意 2 在满足一定条件时 一切波都可产生明显的衍射现象 波的直线传播只是衍射不明显时的一种近似 如何获得明显的衍射现象 一定时 可改变l 使l与 接近l一定时 可改变 使 与l接近 一定时 可改变f 从而改变 三 惠更斯原理对衍射的解释 波达到狭缝处 缝上各点都可看作子波源 作出子波包络 得到新的波前 在缝的边缘处 波的传播方向发生改变 动画 直线水波的衍射 衍射是波特有的现象 一切波都会产生衍射现象 衍射现象总是存在的 只有明显与不明显的差异 障碍物或孔的尺寸大小 并不是决定衍射能否发生的条件 是发生明显衍射的条件 一般情况下波长较大的波容易产生显著的衍射现象 波传到小孔 或障碍物 时 小孔或障碍物仿佛是一个新的波源 由它发出与原来同频率的波在孔或障碍物后传播 于是就出现了偏离直线传播方向的衍射现象 当孔的尺寸远小于波长时 尽管衍射十分突出 但由于能量的减弱 衍射现象不容易观察到 1 以下关于波的衍射的说法 正确的是 a 波遇到障碍物时 一定会发生明显的衍射现象b 当孔的尺寸比波长越小 衍射现象明显c 当障碍物的尺寸比波长大得多时 衍射现象很明显d 只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时 才会发生明显的衍射现象 b 2 关于波的衍射下列说法中正确的是 a 在衍射现象中 波不是沿直线传播的b 水波碰到障碍物后返回传播的现象属于衍射现象c 横波能发生衍射 而纵波不能发生衍射d 不能发生明显衍射的 必定不是波e 衍射是一切波的特性f 波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射现象 aef 3 如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图 情况中水波的频率最大 情况中水波的频率最小 c a 4 如图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为波源 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 则波经过孔之后的传播情况 下述描述正确的是 ab a 此时能明显观察到波的衍射现象 b 挡板前波纹间距离相等 c 如果将孔ab扩大 有可能不会产生衍射现象 d 如果孔的大小不变 使波源频率增大 能更明显地观察衍射现象 5 已知空气中的声速为340m s 现有几种声波 1 周期为0 05s 2 频率为104hz 3 波长为10m 它们传播时若遇到宽度约为13m的障碍物 发生明显衍射现象的是 a 1 和 2 b 2 和 3 c 1 和 3 d 都可以 c 6 在用水波槽做衍射实验时 若打击水面的振子振动频率是5hz 水波在水槽中的传播速度为0 05rn s 为观察到明显的衍射现象 小孔的直径d应为 a 10cmb 5cmc d 1cmd d 1cm