第4节 波的衍射精选文档.ppt

第第4节节 波的衍射波的衍射黄冈中学网校达州分校本讲稿第一页，共二十五页JHJ本讲稿第二页，共二十五页黄冈中学网校达州分校物理与生活v 如图如图1048所示，波遇到较大的障碍物所示，波遇到较大的障碍物(如声如声波遇到一堵高墙或峭壁、天波遇到龟离层波遇到一堵高墙或峭壁、天波遇到龟离层)会会发生反射现象发生反射现象v思考讨论思考讨论如果遇到较小的障碍物时，又会如果遇到较小的障碍物时，又会发生什么现象呢发生什么现象呢?本讲稿第三页，共二十五页黄冈中学网校达州分校知识详解v知识点知识点1波的衍射波的衍射v1定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射的衍射v2波的衍射是波绕过障碍物继续传播，如图波的衍射是波绕过障碍物继续传播，如图1049所示，所示，在水槽中激起的一列水波，在波传播的方向上放一障碍物，在水槽中激起的一列水波，在波传播的方向上放一障碍物，当障碍物较大时，波会被障碍物阻挡，在靠近障碍物的后面当障碍物较大时，波会被障碍物阻挡，在靠近障碍物的后面没有波，类似于留下了没有波，类似于留下了“影子影子”，只是在离障碍物较远处，只是在离障碍物较远处，波才有些绕到波才有些绕到“影子影子”区域内虽然也偏离原来直线传播的区域内虽然也偏离原来直线传播的方向，但不很明显方向，但不很明显本讲稿第四页，共二十五页黄冈中学网校达州分校当障碍物较小时，波能绕过障碍物而继续传播，当障碍物较小时，波能绕过障碍物而继续传播，如果障碍物很小，如果障碍物很小，(如在水槽中插一根筷子如在水槽中插一根筷子)，则好像障碍物并不存在一样，如图则好像障碍物并不存在一样，如图1050所示所示本讲稿第五页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v3如果在波的传播方向上放一个有孔的屏，如果在波的传播方向上放一个有孔的屏，当小孔足够小时，我们也会发现水波通过小孔当小孔足够小时，我们也会发现水波通过小孔而到达屏的背面，从而绕过障碍物，这个小孔而到达屏的背面，从而绕过障碍物，这个小孔好像是一个波源一样，如图好像是一个波源一样，如图1051所示所示本讲稿第六页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v 4如图如图1052所示，在整个甲介质中，有一所示，在整个甲介质中，有一障碍物乙介质，当一列波在乙介质左侧的甲介障碍物乙介质，当一列波在乙介质左侧的甲介质中向右传播时，在乙介质的左侧面发生折射质中向右传播时，在乙介质的左侧面发生折射而进入乙介质，又在乙介质的右侧面发生折射而进入乙介质，又在乙介质的右侧面发生折射而进入甲介质，这相当于而进入甲介质，这相当于“穿过穿过”障碍物而不障碍物而不是是“绕过绕过”障碍物因而这类现象不是衍射现障碍物因而这类现象不是衍射现象而是波的折射现象，应注意区别象而是波的折射现象，应注意区别 本讲稿第七页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v 例如：站在密闭的铁桶内的人可以听到外面例如：站在密闭的铁桶内的人可以听到外面敲击物体的声音，这是声音从桶外空气折射入敲击物体的声音，这是声音从桶外空气折射入桶壁，又从桶壁折射入桶内的空气中再传入人桶壁，又从桶壁折射入桶内的空气中再传入人耳的，这一现象是声波的折射现象而不是衍射耳的，这一现象是声波的折射现象而不是衍射现象现象 本讲稿第八页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v知识点知识点2 产生明显衍射的条件产生明显衍射的条件 v1产生明显衍射的条件产生明显衍射的条件 只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差只有缝、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，才能观察到明显的不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象衍射现象v2波的衍射总是存在的，只有波的衍射总是存在的，只有“明显明显”与与“不明显不明显”的差异上述条件是发生明显衍射的的差异上述条件是发生明显衍射的条件，不是波发生衍射的条件条件，不是波发生衍射的条件本讲稿第九页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v例如：例如：“只有当孔的尺寸与波长相差不多或比只有当孔的尺寸与波长相差不多或比波长更小时才能发生衍射现象波长更小时才能发生衍射现象”这句话就不正这句话就不正确确v3波长较大的波容易产生明显的衍射现象波长较大的波容易产生明显的衍射现象v4波传到小孔波传到小孔(障碍物障碍物)时，小孔时，小孔(障碍物障碍物)仿佛仿佛一个新波源，由它发出与原来同频率的波在孔一个新波源，由它发出与原来同频率的波在孔后传播，就偏离了直线方向因此，波的直线后传播，就偏离了直线方向因此，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似传播只是在衍射不明显时的近似 本讲稿第十页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v知识点知识点3 衍射是波特有的现象衍射是波特有的现象v1衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射是波特有的现象，一切波都可以发生 衍射衍射v2凡能发生衍射现象的就是波凡能发生衍射现象的就是波本讲稿第十一页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v知识点知识点4声波的衍射现象声波的衍射现象v1声波的波长在声波的波长在17 cm17m之间，与一般之间，与一般障碍物的尺寸相比差不多，或比其大故声波障碍物的尺寸相比差不多，或比其大故声波的衍射现象极为明显的衍射现象极为明显v2闻其声不见其人，说明声波能绕过障碍物闻其声不见其人，说明声波能绕过障碍物发生明显的衍射而光波不易发生明显的衍射现发生明显的衍射而光波不易发生明显的衍射现象，使声音能绕过障碍物传入人耳，而光不能象，使声音能绕过障碍物传入人耳，而光不能绕过障碍物传入人眼绕过障碍物传入人眼本讲稿第十二页，共二十五页本讲稿第十三页，共二十五页黄冈中学网校达州分校一、学科综合思维专题点拨学科综合思维导析：波的衍射现象是波的特性学科综合思维导析：波的衍射现象是波的特性本节内容可与前面所学的波长、波速、周期、本节内容可与前面所学的波长、波速、周期、频率的关系进行综合考查，既能考查波长、波频率的关系进行综合考查，既能考查波长、波速、频率的关系，又能考查本节产生明显衍射速、频率的关系，又能考查本节产生明显衍射的条件的条件本讲稿第十四页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v【例例l】现有周期为现有周期为005 s和频率为和频率为500 Hz的的两种声波，当它们传播时若遇到两种声波，当它们传播时若遇到15 m的障碍物，的障碍物，哪种声波发生的衍射现象比较明显哪种声波发生的衍射现象比较明显(已知空气已知空气中的声速为中的声速为340 m/s)?v解：周期为解：周期为0.05 s的声波波长为的声波波长为 频率为频率为500 Hz的声波波长为的声波波长为 因为障碍物的尺寸为因为障碍物的尺寸为15m，周期为，周期为0.05s的声波的声波比频率为比频率为500Hz的声波发生的衍射现象明显的声波发生的衍射现象明显本讲稿第十五页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v点拨：解此题时首先要确定波长，然后再与障点拨：解此题时首先要确定波长，然后再与障碍物的尺寸进行比较，才能判断衍射现象是否碍物的尺寸进行比较，才能判断衍射现象是否明显。明显。本讲稿第十六页，共二十五页黄冈中学网校达州分校二、实际应用思维专题点拨 实际应用思维导析：衍射是一切波特有的现象，实际应用思维导析：衍射是一切波特有的现象，在自然界和日常生活中应用十分广泛，如听其在自然界和日常生活中应用十分广泛，如听其声，不见其人。次声波波长较长很容易发生衍声，不见其人。次声波波长较长很容易发生衍射现象，在地面上可以传播很远的距离，而超射现象，在地面上可以传播很远的距离，而超声波波长在空气中的波长小于声波波长在空气中的波长小于1.7cm，衍射现，衍射现象很不明显，表现为直线传播，常用定位系统。象很不明显，表现为直线传播，常用定位系统。蝙蝠、海豚都有一套完整的超声波定位系统，蝙蝠、海豚都有一套完整的超声波定位系统，它们正是利用超声波发现目标的光波、电磁它们正是利用超声波发现目标的光波、电磁波也是波，也能发生衍射现象红外线遥感技波也是波，也能发生衍射现象红外线遥感技术正是利用红外线波长较长，衍射能力强，很术正是利用红外线波长较长，衍射能力强，很容易穿过云层进行远距离拍照的容易穿过云层进行远距离拍照的本讲稿第十七页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v【例例2】下列现象中属于声波的衍射现象的有下列现象中属于声波的衍射现象的有()A雨天雷声轰鸣雨天雷声轰鸣 B山谷中听到回声山谷中听到回声 C隔着墙壁听到别人说话声隔着墙壁听到别人说话声 D在室外演讲更费力在室外演讲更费力本讲稿第十八页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v解：解：C点拨：雨天雷声轰鸣是因为云层间由于点拨：雨天雷声轰鸣是因为云层间由于放电产生明亮的闪光和巨大的雷声，雷声在云放电产生明亮的闪光和巨大的雷声，雷声在云层间反射，原声和回声混在一起，所以听起来层间反射，原声和回声混在一起，所以听起来轰鸣不绝，故轰鸣不绝，故A错；山谷中听到回声是声音的错；山谷中听到回声是声音的反射，故反射，故B错；错；C项是衍射现象，故项是衍射现象，故C正确；室正确；室外演讲，声音向四周传播，所以必须用力讲，外演讲，声音向四周传播，所以必须用力讲，才能使听众听清楚才能使听众听清楚本讲稿第十九页，共二十五页黄冈中学网校达州分校三、创新思维专题点拨 创新思维导析：改变衍射现象的条件，或者是创新思维导析：改变衍射现象的条件，或者是把实际生活中有关的衍射现象变换成题目，是把实际生活中有关的衍射现象变换成题目，是本节内容的创新点解决此类问题的关键是将本节内容的创新点解决此类问题的关键是将思维发散，多方位、多角度分析衍射现象思维发散，多方位、多角度分析衍射现象本讲稿第二十页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v【例例3】音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音箱发出的声音来说，布网就成了障碍物，它阻箱发出的声音来说，布网就成了障碍物，它阻碍了声音的传播，造成了声音失真有的生产碍了声音的传播，造成了声音失真有的生产厂家就把装饰布网安装了子母扣，这样听音乐厂家就把装饰布网安装了子母扣，这样听音乐时就可以把布网卸下来，从而获得高保真的听时就可以把布网卸下来，从而获得高保真的听觉效果听同样的音乐不卸下布网和卸下布网觉效果听同样的音乐不卸下布网和卸下布网相比较，你认为声音损失掉的主要是相比较，你认为声音损失掉的主要是()A高频部分高频部分 B低频部分低频部分C中频部分中频部分 D不能确定不能确定本讲稿第二十一页，共二十五页黄冈中学网校达州分校v解：解：A点拨：由于高频部分点拨：由于高频部分f较大，由较大，由v=f知，知，比较小，通过布网时，不容易发生衍射现象，比较小，通过布网时，不容易发生衍射现象，故声音损失掉的主要是高频部分，故声音损失掉的主要是高频部分，A正确日正确日常生活中许多用品，家用电器都包含着物理原常生活中许多用品，家用电器都包含着物理原理，多观察多思考，有助于对物理规律的理解理，多观察多思考，有助于对物理规律的理解 本讲稿第二十二页，共二十五页本讲稿第二十三页，共二十五页黄冈中学网校达州分校1知识结构及要点小结本讲稿第二十四页，共二十五页黄冈中学网校达州分校2知识规律、易错疑难小结本讲稿第二十五页，共二十五页