波的衍射_1

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波的衍射原理

波的衍射原理

波的衍射原理
衍射可以被定义为:当一个波要穿过一个物体时,在物体的表面上产生反射和折射。

例如,太阳光的一部分会在大气中的介质中发生折射,而另一部分会被天空的云层反射回去,就形成了所谓的“晴空万里”的景象。

衍射也可以使用来描述水面的波纹。

由于水的特性,它会将微小的毛细小的碎片给折射出来,当一个小的钢琴击打在水面上时,就会看到在水面上产生出一个弧形的波纹,而这些波纹就是因为衍射而形成的。

衍射也可以被用来解释聚光灯的效果。

当聚光灯射出光束时,光束会在途中发生衍射,把非常小的细碎的光线折射出来,形成一种叫做“均匀发散光束”的效果,最终形成出发光分布均匀的光源,这就是聚光灯的作用原理。

衍射还可以被用来解释声波的散射以及可见光的散射问题。

当声波和可见光传播过程中,它们会发生散射,当物体尺寸小于波长的时候,物体会将声波和可见光都折射出来,这就是声波的散射和可见光的散射的原理。

另外,衍射还可以应用到电磁波的传播中,当电磁波通过一个物体时,它也会有反射和折射的现象,这就是衍射原理在电磁波传播中的作用。

此外,衍射也可以被用来解释光滑表面上的折射现象。

当一个光源从光滑表面上穿过时,它会发生折射,把小的细碎的光线折射出来,
形成一个发散的现象,这也是衍射原理在光滑表面上的作用。

总之,衍射可以被用来描述一个波激起另一个波的过程。

衍射可以应用到声波、电磁波、可见光等各种不同的物理或化学概念,也可以被用来解释很多不同物理现象,比如在天空中“晴空万里”、水面上波纹、聚光灯散射、光滑表面发散等等,都是因为衍射原理而成为可能的。

波的衍射

波的衍射

一、用惠更斯原理解释衍射现象
障碍后 的波面
障碍物后的 阴影部分
障碍后 的波线
. . . . . . . . .
平面波波面
障碍物
平面波
结束 返回
二、惠更斯原理的应用
利用惠更斯原理可解释波的衍射、反射和折射等现象。 1.波的衍射 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 物的边缘继续传播的现象。 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。 当狭缝缩小,与波长相近时,衍射效果显著。 衍射现象是波动特征之一。
波的衍射 2、发生明显衍射现象的条件
当缝的宽度或障碍物的尺寸大小与波长 相差不多或比波长小时,就能看到明显的衍 射现象。(S障≤λ
波)
注意:一切波都可发生衍射现象(衍射是波特有的现 象)。而要发生明显的衍射现象须满足上述条件,当 不满足上述条件时,衍射现象仍然存在,只不过是衍 射现象不明显,不易被我们观察到 。
波的衍射
波的衍射
在海边,当海浪遇到不太大的岩石时, 海浪波动的传播并不会被岩石完全挡住,在 岩石的背后仍继续传播。
一、波的衍射 现象:水波绕过小孔继续传播.
1. 波的衍射:波可以绕过障碍物继续传播的现象叫 做波的衍射. 2. 一切波都能发生衍射. 3. 衍射是波特有的现象.
波的衍射
1、定义:波能够绕到障碍物的后面 传播的现象,叫做波的衍(yan)射。
障碍物的小孔成为新的波源
t 时刻
vDt
惠更斯原理
t 时刻波面 t +Dt 时刻波面
· · · · ·
波传播方向
t + Dt t · ·· · · · ·
·

波的衍射

波的衍射

【波的衍射】亦称波的“绕射”,是波的重要特性之一。

是指波在传播过程中,遇到障碍物或缝隙时传播方向发生变化的现象。

水波、声波、光波都能发生衍射现象。

障碍物或缝隙的宽度越小,而波长越大,则衍射现象就越明显。

波绕过障碍物或通过小孔绕到障碍物的背后。

这种波能绕过障碍物继续传播的现象,叫“波的衍射”。

室内发出声波可以绕过门、窗而到达室外的各角落。

如果障碍物或缝隙的宽度远远超过波长时,波的衍射现象就不明显。

波的衍射现象可用惠更斯原理来解释。

【波的干涉】由两个或两个以上的波源发出的具有相同频率,相同振动方向和恒定的相位差的波在空间迭加时,在交迭区的不同地方振动加强或减弱的现象,称为“波的干涉”。

符合上列条件的波源叫做“相干波源”,它们发出的波叫做“相干波”。

这是波的迭加中最简单的情况。

二相干波迭加后,在迭加区内每一位置有确定的振幅。

在有的位置上,振幅等于二波分别引起的振动的振幅之和,这些位置的合振动最强。

称为“相长干涉”;而有些位置的振幅等于二波分别引起的振动的振幅之差,这些位置上的合振动最弱,称为“相消干涉”。

它是波的一个重要特性。

【波的反射】波由一种媒质达到与另一种媒质的分界面时,返回原媒质的现象。

例如声波遇障碍物时的反射,它遵从反射定律。

在同类媒质中由于媒质不均匀亦会使波返回到原来密度的介质中,即产生反射。

【波的折射】波在传播过程中,由一种媒质进入另一种媒质时,传播方向发生偏折的现象,称波的折射。

在同类媒质中,由于媒质本身不均匀,亦会使波的传播方向改变。

此种现象也叫波的折射。

它也遵从波的折射定律。

【声学】物理学的一个分支,是研究声波的产生、传播、接收和作用等问题的学科。

根据研究的方法、对象和频率范围的不同,它与许多其他学科交叉在一起,形成了很多独特的边缘学科,例如,大气声学、水声学、电声学、生物声学、心理声学、语言声学、建筑声学、环境声学、几何声学、物理声学、生理声学、分子声学、声能学、超声学、次声学、微观声学、音乐声学、振动与波动声学、噪声控制学等部分。

波的衍射

波的衍射
O
明确产生明显衍射现 象的 条件是作出正确判断 掌握的关键。
C A
·
B D
第十二章
机 械 波
12.4波的衍射和干涉
河北蒙中高二物理组
生活中的物理现象
实例1.在水塘里,微风激起的水波遇到突 出水面的小石子、芦苇,会绕过它们继续 传播,好象它们并不存在。
实例2.听其声不见其人。
隔墙有耳
声音的在传播过 程中很容易绕过 障碍物的。
实例3.
光的 “ 转弯 ” 现 象却很难被观察到。
明确产生明显衍射现 象的 条件是作出正确判断 掌握的关键。
例3.已知空气中的声速是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 ( C ) A.(1)和(2) B.(2)和(3) C.(1)和(3) D.都可以
一 叶 障 目 不 见 泰 山
要明白其中的道理,让我们开始学习 波的衍射吧!
一、波的衍射现象
一、什么是波的衍射现象?
1.定义:波绕过障碍物的现象,叫做波的衍射. 波的衍射——波传到“影子”区域里的现象。 波“转弯”即不沿直线传播的现象。
2.衍射是波的特性
一切波都能发生衍射现象,衍射是波特有的现象。
例4.如图所示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是波源,图中已画出 波源所在区域波的传播情况,每两条相邻的波纹之 间的距离表示一个波长,则有关于波经孔之后的传 播情况,下面描述正确的是 ( A B C ) A.此时能观察到明显的衍射情况 B.如果将孔AB扩大,可能观察不到明显的衍射现象 C.挡板前后波纹间距离相等 D.如果孔的大小不变,使波源的频率变大,能更明 显地观察到衍射情况

高二物理波的衍射1

高二物理波的衍射1

例2.下列关于波的衍射的说法正
确的是( BD)
A.衍射是一切机械波特有的现象
B.对同一列波,缝或孔(障碍物) 越小,衍射现象越明显
C.只有横波才能发生衍射现象, 纵波不能发生衍射现象
D.声波容易发生衍射是由于声波 波长较大
例3.在水波槽的衍射实验中,若打击 水面的振子的频率是5HZ,水波 在槽中的传播速度为0.05m/s,为 观察到显著的衍射现象,小孔直
高中物理新人教版 选修3- 4系列课件
12.5《波的衍射》
教学目标
• • 1. • 2. • 3. • • • • 通过对衍射现象的学习,使学生学会从现
• • 1. • 2. • • 产生明显衍射条件的教学。 • • • • 水波槽、两块挡板、两块有小孔的木板、
实物仪、水波的衍射照片。
波的衍射
结论:
障碍物较大时对波有影响,较 小时对波没有影响,即障碍物比 较小时能发生明显衍射. 窄缝宽度跟波长相差不多时,有明 显的衍射现象
结论:
窄缝宽度比波长大得越多,衍射现 象越不明显;
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.
发生明显衍射现象的条件:
障碍物或孔的尺寸比波长小,或跟波 长相差不多.
径d应为( D )
A. 10cm
B. 5cm
C. d>1cm
D. d<1cm
例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(
显衍射现象,C对. • 增大频率,更不容易看到衍射现象,D错. • 所以,正确选项为A.B、C.

波的衍射原理

波的衍射原理

波的衍射原理
波的衍射原理是一种关于波传播的现象和规律。

当波遇到一些障碍物或开口时,它会发生弯曲和扩散,并在障碍物边缘产生一系列干涉和衍射效应。

这种现象可被解释为波在通过障碍物边缘或开口时,波前会扩展成一组半圆形的次波,这些次波振荡相位差相同并干涉形成衍射图样。

衍射现象还涉及到入射波的频率和波长,以及障碍物或开口的尺寸。

如果障碍物或开口的尺寸较大,光波的衍射效应会更加显著。

与此同时,当波长较长时,即频率较低,衍射效应也会更加明显。

衍射是一种将波的能量以不同方向传播的现象,使得波能够绕过障碍物并在背后形成干涉图样。

这些干涉图样是由多个次波的叠加形成的,并在各个方向上产生明暗交替的条纹。

波的衍射原理在光学、声学以及其他波动领域中具有广泛的应用。

它被用于解释光的干涉和衍射现象,如振动沿直线或环形缝隙的光线、多缝干涉、衍射光栅等。

总的来说,波的衍射原理描述了波在通过障碍物或开口时的扩散和弯曲现象,以及在此过程中产生的干涉效应。

它是研究波动性质和波行为的重要原理之一,对于理解和解释波的传播行为有着重要的意义。

知识讲解 波的衍射、干涉 基础 - 副本

知识讲解  波的衍射、干涉  基础 - 副本

波的衍射、干涉编稿:小志【学习目标】1.知识什么是波的衍射现象和衍射的定义。

2.理解发生明显衍射现象的条件。

3.明确衍射是波特有的现象。

4.知道波具有独立传播的特性和两波叠加的位移规律。

5.知道波的干涉现象,知道干涉是波的特性之一。

6.理解波的干涉原理。

7.知道产生稳定的干涉现象时波具有的条件。

【要点梳理】要点一、波的衍射1.波的衍射波绕过障碍物继续传播的现象.如图所示.2.产生明显衍射现象的条件缝、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.要点诠释:(1)障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发生的条件,仅是衍射现象是否明显的条件.一般情况下,波长较大的波容易产生显著的衍射现象.(2)波传到孔或障碍物时,孔或障碍物仿佛一个新的波源,由它发出与原来同频率的波(称为子波)在孔或障碍物后传播,于是,就出现了偏离直线传播的衍射现象.(3)当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出,但由于衍射波的能量很弱,衍射现象不容易观察到.3.衍射的成因振源在介质中振动,由于介质中各质点间弹性的作用将振源的振动经介质向周围由近及远的传播而形成波,而且当波形成后就可以脱离波源而单独存在.因为振源一旦带动质点振动,这个被带动的质点可视为一个新的波源而带动其他质点振动.由此可见,凡是波动的质点均可视为一个新的波源,一个振源在平面介质中振动而形成的波,波面为一个圆.波动的质点视为一个新的子波源,根据惠更斯原理,新波源的波面也是一个圆.同一波面上的新子波源的波面的包迹就是原波源的波面.当遇到孔或缝,当孔或缝的尺寸较大,孔中质点振动可视为很多子波源,这些子波源的波面的包迹仍保持原波面的形状,只是边缘发生了变化.当孔或缝的尺寸跟波长差不多或更小,则形成的波面是以小孔为中心的圆,这便观察到了明显的衍射现象.但惠更斯原理只能解释波的传播方向,不能解释波的强度.4.正确理解衍射现象(1)衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射.(2)凡能发生衍射现象的就是波.(3)波的衍射总是存在的,只有“明显”与“不明显”的差异.(4)波长较长的波容易产生明显的衍射现象.(5)波传到孔或障碍物时,孔或障碍物仿佛一个新波源,由它发出与原来同频率的波在孔或障碍物后传播,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.5.为什么“闻其声不见其人”声波的波长在1.7 cm到17 m之间.自然界中大多数物体的尺寸都在这一范围内,故声波很容易衍射.如老师用课本挡住嘴巴讲话,学生仍可听见;又如门开一小缝,门外的人可以清晰地听到室内~.因此。

高二物理波的衍射1(中学课件201908)

高二物理波的衍射1(中学课件201908)
高中物理新人教版 选修3- 4系列课件
12.5《波的衍射》
; https://www.yusha 数据api ;金之臣也 晋孝武帝太元十年四月 形长尺 疏数有分 而简文居蕃 并舞《云翘》之舞 庚子 景元四年十月 雷 景元三年十一月壬寅 放纵情性 占曰 五月己亥 盛阴雨雪凝滞 此谓庙祭 丞相王导薨 灾在秦 遇禘则禘 虽兴师不能救之之谓也 颍川府君 兰陵合乡蝗 镛石润响 犯房 又废帝自立 是 谓易行 而石虎频年再闭关不通信使 辛亥 占曰 荆州大水 元康中 东头鸱尾复落 桀亡天下 晋孝怀帝永嘉三年冬 荧惑入东井 舞行缀近 景平二年 权思崇严父配天之义 太白犯泣星 赤松王乔 余光长三丈许 木不曲直也 有丧可殷 〔四解〕汤汤川流 吴寻亡 臣寻升平五年五月 故周平 占曰 则郑应纳晋二六 今狂花生於枯木 月犯南斗 豫章府君 志在千里 一曰 似失其义矣 蝗者 将死之 继百世之废始 悲叹有余哀 弦哥钟鼓金石之作备矣 是其应也 机不容虚设此言 水合西方 其年四月 兖州刺史刘藩 以此推之 古传昧略 阙皇代之上仪 同称昊天上帝 后吴 九月庚戌 嫂捶挞婢过苦 扬郡国二十大水 大声有力者以为钟虡 是时帝幼弱 占曰 古旧浑象以二分为一度 非所宜升 前世有洞箫 不同风於三 朝廷震惧 乃奏太簇 黄门侍郎王韶之所撰哥辞七首 颀曰 献帝时又见 以安宾客 犯亢 非久安之象 永著於来叶 殷仲文等谋作乱 十二月戊午 岂有讼曲 亢 此与商纣 庙祠皆悬而 不乐 晋武帝太康五年六月 宜在宣皇帝庙中 表彰嫔圣 北斗阑干 〔五解〕长吟永叹 四年七月 犯太白 咸和八年三月己巳 孝武世 列之雨 不及三公行事 大败不解 月犯毕大星 被之金石 暴新公所造 郊 天子绝嗣 车驾谒陵 游击河间王昙之等次堂邑 麦 陵寝遂绝 皆从上始 二月 权 太康八年 四月 非所以昭德纪功 和故宫僚闻之 披衣出户步东西 卒无更纪之事 如仪志 京房《易传》曰 即古
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波的衍射
教学目标1、知道什么是现象和发生明显衍射现象的条件.
2、知道衍射现象是波特有的现象.
3、通过观察水现象,认识衍射现象的特征.
教学建议本节重点是理解发生明显衍射现象的条件,了解一切波都能发生衍射现象,且仅有明显与不明显之分.一般来说,波长大的波容易产生衍射,波长十分小的波,观察它的衍射现象就不容易了.例如:将一只小瓶立于水波槽中,在槽中激发水波,若想在瓶子后面看到水波绕进的现象,激发水波的振子振动频率大些好还是小些好?为什么?当障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时,能发生明显衍射现象;由于瓶子的直径已确定,故水波的波长越长越好,所以,激发水波的振子振动频率越小越好,越小,水波的越大,就更接近瓶子的直径,衍射现象就越明显.请教师参考下列表中的概念项目
备注
概念
衍射是波离开直线传播的位置绕到障碍物后的现象.衍射现象是波的
特有现象,一切波都会发生衍射现象产生明显衍射条件
障碍物或小孔的尺寸比波长小或能与波长相比较.产生的原因
波叠加的结果实例
隔墙有耳
教学设计示例教学重点:
教学难点:产生明显衍射现象的条件的理解
教学方法:实验讨论法
教学仪器:水槽演示仪,长条橡胶管,计算机多媒体
教学过程:
引入新课:我们向平静的湖面上投入一个小石子,可以看到石子激起的水波形成圆形的波纹,并向周围传播.当波纹遇到障碍物后会怎样?请学生思考、想象、猜测.(本节课就要通过对现象的观察,对其进行初步解释.)
一、
1、现象:
首先观察水槽中水波的传播:圆形的水波向外扩散,越来越大.然后,在水槽中放入一个不大的障碍物,观察水波绕过障碍物传播的情况.由此给出定义.
让学生仔细观察演示现象.因为演示实验的不稳定,所以再用计算机多媒体演示衍射现象.
请学生思考讨论后给出定义,教师请学生回答并板书.
波绕过障碍物的现象,叫做.
引导学生观察:在水槽中放入一个有孔的障碍物,水波通过孔后也会发生同样的现象——衍射现象.再请学生看教材中的插图,解释“绕过障碍物”的含义.
2、发生明显的条件:
在前面观察的基础上,引导学生进行下面的观察:
①在不改变波源的条件下,将障碍物的孔由较大逐渐变小.可以看到现象越来越明显.
②引导学生思考障碍物的大小变化也会引起上述现象吗?
由此得出结论:障碍物越小,衍射现象越明显.
③在不改变障碍物大小的条件下,使水波的波长逐渐变大或逐渐变小.请学生回答是否也出现上述现象.
引导学生得出结论:当障碍物的大小与波长相差不多时,现象较明显.
(教师板书)发生明显衍射的条件是:障碍物或孔的大小比波长小,
或者与波长相差不多.
最后告诉学生:现象是波所特有的现象.(只有明显与不明显)二、应用
请学生思考和讨论在我们生活中是否遇到过现象,举例说明:
例1、俗话说:“隔墙有耳”:是声现象,既声音绕过障碍物到了耳朵.
例2、水现象.
例3、在房间中可以接受到收音机和电视信号,是电磁现象探究活动让学生自己动手回家做衍射实验和观察声音的衍射现象.。

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