广东省揭阳一中高中物理 12-5 波的衍射课件 新人教版选修3-4

1、 波波 的的 衍衍 射射 实例实例1、在水塘里，微风激起的水、在水塘里，微风激起的水 波遇到突出水面波遇到突出水面 的小石子、芦的小石子、芦 苇，苇， 会绕过他们继续传播，好象他会绕过他们继续传播，好象他 们们 并不存在并不存在 实例实例2、听其声不见其人。、听其声不见其人。 实例实例3、隔墙有耳、隔墙有耳 点击下图观看点击下图观看动画动画 一、波的衍射一、波的衍射 现象：水波绕过小孔继续传 播 一、衍射现象一、衍射现象 波能绕过障碍物继续传播的波能绕过障碍物继续传播的 现象，叫做波的衍射。现象，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”区域区域 里的现

2、象。里的现象。 衍射是所有波共有的一种现象，一衍射是所有波共有的一种现象，一 切波都能发生衍射同时，它也是切波都能发生衍射同时，它也是 波所特有的现象波所特有的现象 二、发生明显衍射现象的二、发生明显衍射现象的 条件条件 点击下图观看实验点击下图观看实验 结论结论： 窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显 的衍射现象；的衍射现象； 窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象 越不明显；越不明显； 窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波 将直线传播，观察不到衍射现象将直线传播，观察不到衍射现象 水波的衍射水波的衍射 只有缝

3、、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波只有缝、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观察到明显的衍射现象 注意注意：一切波都能发生衍射，一切波都能发生衍射，而要发生而要发生 明显的衍射现象须满足上述条件，当不明显的衍射现象须满足上述条件，当不 满足上述条件时，衍射现象仍存在，只满足上述条件时，衍射现象仍存在，只 不过是衍射现象不明显，不易被我们观不过是衍射现象不明显，不易被我们观 察到察到 发生明显衍射现象的条件：发生明显衍射现象的条件： . . . . . . . . . 三、用惠更斯原理解释衍射现象 障碍物障碍物 障碍物

4、后的障碍物后的 阴影部分阴影部分 平面波平面波 平面波波面平面波波面 障碍后障碍后 的波面的波面 障碍后障碍后 的波线的波线 返回返回 结束 波在传播过程中，遇到障碍物波在传播过程中，遇到障碍物 时其传播方向发生改变，绕过障碍时其传播方向发生改变，绕过障碍 物的边缘继续传播的现象。物的边缘继续传播的现象。 利用惠更斯原理可解释波的衍射现象。利用惠更斯原理可解释波的衍射现象。 波的衍射波的衍射 波达到狭缝处，缝上各点都可看波达到狭缝处，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。波前。在缝的边缘处，波的传播方向发生改

5、变。 当狭缝缩小，与波长相近时，衍射效果显著。当狭缝缩小，与波长相近时，衍射效果显著。 小结：小结： 1、衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍、衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍 射现象。射现象。 2、衍射现象总是存在的，只有明显与不明显、衍射现象总是存在的，只有明显与不明显 的差异。的差异。 3、障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射、障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射 能否发生的条件，仅是发生明显衍射的条件。能否发生的条件，仅是发生明显衍射的条件。 4、一般情况下，波长较大的波容易产生显著、一般情况下，波长较大的波容易产生显著 的衍射现象。的衍射现象。 小结：小结： 5、波传到小孔（或障

6、碍物）时，小、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物后传播，于是就出现了偏离直线传 播方向的衍射现象。播方向的衍射现象。 6、当孔的尺寸远小于波长时，尽管、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，衍射十分突出，但由于能量的减弱， 衍射现象不容易观察到。衍射现象不容易观察到。 练习：练习： 1、以下关于波的衍射的说法，正确的、以下关于波的衍射的说法，正确的 是是（ ） A、波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象、波遇

7、到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象 B、当孔的尺寸比波长小，衍射现象明显、当孔的尺寸比波长小，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、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、只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生 明显的衍射现象明显的衍射现象 2、下列现象属于波的衍射现象的、下列现象属于波的衍射现象的 是是（ ） A、在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声、在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声 B、“空山不见人，但闻人语响空山不见人，但闻人语响” C、“余音绕梁，三日而不绝余音绕梁，三日而不绝” D、夏日的雷声有时轰

8、鸣不绝、夏日的雷声有时轰鸣不绝 3.关于波的衍射下列说法中正确的是（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，必定不是波不能发生明显衍射的，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波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射现象波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射现象 G波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不明显波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不

9、明显 H波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显 AEFH 4.如图是观察水面波衍射的实验装置，如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和和BD是两是两 块挡板，块挡板，AB是一个孔，是一个孔，O为波源，图中已画出波源所为波源，图中已画出波源所 在区域波的传播情况，每在区域波的传播情况，每 两条相邻波纹（图中曲线）两条相邻波纹（图中曲线） 之间距离表示一个波长，则之间距离表示一个波长，则 波经过孔之后的传播情况，波经过孔之后的传播情况， 下述描述正确的是（下述描述正确的是（ ） ABC A挡板前后波纹间距离相等挡板前后波纹间距离相等 B此时能明显观察到波的衍

10、射现象此时能明显观察到波的衍射现象 C如果将孔如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 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 观察衍射现象观察衍射现象 5、水波通过小孔发生了一定程度的衍射，为使衍射、水波通过小孔发生了一定程度的衍射，为使衍射 现象更明显，可以现象更明显，可以（ ） A、增大小孔的尺寸，同时增大水波的频率、增大小孔的尺寸，同时增大水波的频率 B、增大小孔的尺寸，同时减小水波的频率、增大小孔的尺寸，同时减小水波的频率 C、缩小小孔的尺寸，同时增大水波的频率、缩小小孔的尺寸，同时增大水波的

11、频率 D、缩小小孔的尺寸，同时减小水波的频率、缩小小孔的尺寸，同时减小水波的频率 6、在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动、在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动 的频率是的频率是5 Hz，水波在水槽中的传播速度为，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径，为观察到显著的衍射现象，小孔直径D应应 为为（ ） A、10 cm B、5 cm C、D 1 cm D、D 1 cm 7.如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到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，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大； 情况中水波的频率最小。情况中水波的频率最小。 b a c 题11图 8.甲乙两人分乘两只船在湖中钓鱼，甲乙两人分乘两只船在湖中钓鱼， 两船相距两船相距24 m。有一列水波在湖面上。有一列水波在湖面上 传播，使每只船每