高中物理第十二章4.1波的衍射教材梳理教案新人教版选修3-4

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1、波的衍射疱丁巧解牛知识•巧学波的衍射1•定义波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射.深化升华衍射是波所特有的现象，一切波都会产生衍射现象.例如：（1）在水波槽中，在波源的前方放一个障碍物，使波源振动产生水波.当障碍物较大时波被阻挡，在靠近障碍物后面没有波，只是在离障碍物较远处，波才稍微有些绕到“影子''区域里，如图12-5-1所示，虽然发生衍射现象，但不明显.当障碍物较小时发现波能绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样，如图12-5-2,衍射现象明显.图12・5・1图12・5・2（2）在水波槽中，在波源前方放一个有孔的屏，使波源振动产生水波

2、，当孔较大时，发现水波经过孔后在连接波源和孔的两边的两条直线所限制的区域里传播，如图12・5・3.当孔较小吋发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，如图12-5-4,衍射现象明显.图12-5-3图12-5-4要点提示衍射现象总是存在的，只有明显和不明显的差异.像图1253所示的那样也发生了衍射现象，只是不明显而已.2.产生明显衍射现象的条件产生明显衍射现象必须具备一定的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多.波传到小孔（或障碍物），小孔（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）在孔后传播，于是，就出现了偏离直

3、线传播的衍射现象.深化升华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.误区警示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.不要认为观察不到，就不发生衍射；也不要认为孔的尺寸越小，衍射现象越明显.3.惠更斯原理对衍射现象的解释由惠更斯原理，波面上的每一点都可以看作子波的波源，位于障碍物边缘狭缝处的点也是子波的波源，所以波可以到达障碍物的后面.联想发散惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的强度，所以无法说明衍射现象与狭缝或障

4、碍物的大小的关系.典题・热题知识点一衍射现象例1下列关于波的衍射的说法正确的是（）A.衍射是一切波特有的现象B.对同一列波，缝、孔或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.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大解析：衍射是一切波特有的现象，所以选项A对C错.发生明显的衍射现彖是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象,所以选项B是正确的.声波的波长在1.7cm到17m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项

5、D也是正确的.答案：ABD误区警示我们常见的衍射现象多数是横波，很多同学误认为纵波不能发生衍射.例2关于波的衍射现象下列说法正确的是（）A.当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现彖B.只有孔的尺寸与波长相差不多吋，或者比波长还小吋会观察到明显的衍射现象C.只有波才有衍射现象D.以上说法均不正确解析：当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显；只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波反相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显衍射现象，切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象.答案：B知识点二发生明显衍射现象的条件例3在做水波通过小孔衍射的演示实验时，

6、激发水波的振动频率为5Hz,水波在水槽屮传播速度为0.05m/s,为使实验效果明显，使用小孔直径d不能超过m.解析：由v=M知九=上=°°’m=0.01m.f5要发生明显衍射，应使d6,所以d<0.01m.答案：0.01方法归纳发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多.知识点三衍射现象实验分析例4如图12-5-5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，图屮已画岀波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）Z间距离表示一个波长，则对于波经过孔Z后的传播情况，下列描述正确的是（）O图

7、12-5-5A.此时能明显观察到波的衍射现象B.挡板前后波纹间距离相等C.如果将孔AB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，能更明显地观察到衍射现象解析：从图屮可以看出，孔的大小与波长相差不多，故能够发生明显的衍射现象，A选项正V确.由于在同一均匀介质屮，波的传播速度没有变化，波的频率是一定的，又根据入=—测得波长九没有变化，所以B选项是正确的.当孔扩大后，明显衍射的条件将被破坏，故C选项•正确.如果孔的大小不变，使波源频率增大，则波长减小，孔的尺寸将比波长，失去发生明显的衍射现象的条件，因此D选项不正确.答案：AB

8、C知识点四衍射现象与波动的综合例5甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24m,有一列水波在湖面上传播，使