【人教版】波的反射、折射和衍射优秀课件1

【例 1】 (多选)下列关于波的衍射的说法正确的是(ABD) 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，由于声波波长较长
根据波的衍射特点和发生明显衍射的条件去分析．
【解析】 衍射是一切波特有的现象，所以 A 正确，C 错误； 发生明显衍射是有条件的，只有缝、孔、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 B 正确； 声波的波长在 1.7 cm～17 m 之间，一般缝、孔、障碍物与之相 比都较小，所以声波容易发生衍射，D 正确．
提示：如果有一列波长为 λ 的声波，沿水平管道自左向右 传播，当入射波达到 a 处时，分成两束相干波，它们分别通过 r1 和 r2 再在 b 处相遇．若 Δr＝r2－r1 恰好等于声波半波长2λ的奇 数倍，即 Δr＝2k＋2 1λ时，声波干涉后的合振幅 A＝0.这就是说 该频率的声能被削弱，从而达到控制噪声的目的．
(2)波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果，由于总 位移是两个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增 大，也可能减小．
两列同向波的叠加，振动加强，振幅增大．(如左下图所示) 两列反向波的叠加，振动减弱，振幅减小．(如右下图所示)
【例 2】 如图甲所示，两列相同的波沿一直线相向传播， 当它们相遇时，图乙所示的波形中可能的是( B )
(3)障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条 件，仅是使衍射现象明显表现的条件．
(4)一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象． (5)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．
5．衍射的成因 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(称为子波)，在孔(或障碍物) 后传播，于是就出现了偏离直线方向传播的衍射现象．
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，如图乙所示，衍射现象明显．
(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．当孔较大时发现水波经过孔后在连接波源与孔的两 边的两条直线所限制的区域里传播，如图丙所示．当孔较小时 发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，如图丁所 示，衍射现象明显．
衍射是波特有的现象，任何波都能发生衍射现象，但发生明 显的衍射现象应满足一定的条件．
将一只瓶子立于水波槽中，在槽中激发水波，若想在瓶子 后面看到水波绕过的现象，激发水波的振子的振动频率大些好， 还是小些好？为什么？
答案：见解析
解析：当障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时，能发生 明显的衍射现象，由于瓶子的直径已确定，故水波的振子的波长 越长越好，所以，激发水波的振子的振动频率越小越好．
A．a 和 b
B．b 和 c
C．c 和 d
D．a 和 d
1．两列波相遇前、后，每列波各自的运动状态发生变化吗？ 2．两列波相遇后，在它们重叠区域里质点的位移与各列波 单独传播时的位移有什么关系？
2．波的干涉
(1)
频率
相同的两列波叠加时，某些区域的
振幅加大 、某些区域的 振幅减小 的现象．形
成的图样常常称为 干涉图样 ．
(2)产生干涉的两个必要条件是：两列波的 频率 必须相
同和两个波源的
相位差 保持不变．
(3)一切波都能发生干涉，干涉是波 特有 的现象．
内燃机、通风机、鼓风机、压缩机、燃气轮机在排放各种 高速气流的过程中，都伴随有噪声．利用干涉原理制成的干涉 型消声器可以降低这种噪声．如图所示为一台干涉型消声器的 原理图．试讨论其消声原理．
考点二 波的叠加
1．波的独立性 两列波相遇后，每列波将保持各自原来的波形继续向前传 播，互不干扰．如图甲、乙所示，在同一直线上，向右传播的 波 1 和向左传播的波 2 相遇以后，各自还是按照相遇前的波速、 振幅、频率，继续沿着各自的方向传播，不会因为相遇而发生 任何变化．
2．波的叠加原理 (1)波的叠加原理 几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它 们重叠的区域里，介质中的质点同时参与这几列波引起的振动， 质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和．下 图表示了分别向右、向左传播的两列波 1 和 2 在相遇区域内的 叠加过程．
在日常生活中我们常遇到“不见其人，先闻其声”的现象， 为什么看不到人却能听到他发出的声音呢？
提示：声波的波长比较长，容易衍射，而光波波长短，不 容易衍射，所以会有“不见其人，先闻其声”的现象．
二、波的干涉
1．波的叠加原理 (1)波的独立传播：几列波相遇时能够 保持 各自的 运动特征 ，继续传播． (2)波的叠加：在几列波重叠的区域里，介质的质点 同时 参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播 时引起的位移的 矢量和 ．
3．发生明显衍射现象的条件 只有当缝、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． 4．正确理解衍射现象 (1)衍射是波特有的现象，一切波都会发生衍射现象，凡能 发生衍射现象的一定是波． (2)衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异，没有 “不发生衍射”之说．
第二章
机械振动与机械波
9 波的反射、折射和衍射
10 波的干涉
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
一、波的衍射
1．定义．发生明显衍射的条件 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 ． 3． 一切波 都能发生衍射，衍射是波 特有的 现 象．“闻其声而不见其人”是 声波 的衍射现象．
考点一
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．
2．两种衍射现象 (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，只是在障碍物较远处，波才稍微有些绕到“影子”区域里， 如下图甲所示，虽然发生衍射现象，但不明显．