第4节 波的衍射

2．知识规律、易错疑难小结
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4．如图10—52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 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 而进入甲介质，这相当于“穿过”障碍物而不 是“绕过”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．
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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，(如在水槽中插一根筷子)， 则好像障碍物并不存在一样，如图10—50所 示．
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3．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 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10—51所示．
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【例2】下列现象中属于声波的衍射现象的有 ( ) A．雨天雷声轰鸣 B．山谷中听到回声 C．隔着墙壁听到别人说话声
D．在室外演讲更费力
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解：C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 层间反射，原声和回声混在一起，所以听起来 轰鸣不绝，故A错；山谷中听到回声是声音的
物，哪种声波发生的衍射现象比较明显(已知
空气中的声速为340 m/s)?
解：周期为0.05 s的声波波长为 1 vT 340 0.05m
v 17m 频率为500 Hz的声波波长为 2 0.68 m. f
因为障碍物的尺寸为15m，周期为0.05s的声波 比频率为500Hz的声波发生的衍射现象明显
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知识点3 衍射是波特有的现象 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．
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知识点4声波的衍射现象 1．声波的波长在1．7 cm～17m之间，与一般 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．
2．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 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．
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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 明显。
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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， 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 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1.7cm，衍射现 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， 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 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．
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【例3】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 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 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 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( ) A．高频部分 C．中频部分 B．低频部分 D．不能确定
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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 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 现象．
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知识点2
产生明显衍射的条件
1．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 差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显 的衍射现象． 2．波的衍射总是存在的，只有“明显”与 “不明显”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．
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例如：“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”这句话就不正 确． 3．波长较大的波容易产生明显的衍射现象．
4．波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛 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 传播只是在衍射不明显时的近似．
反射，故B错；C项是衍射现象，故C正确； 才能使听众听清楚．
室外演讲，声音向四周传播，所以必须用力讲，
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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 将思维发散，多方位、多角度分析衍射现象．
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一、学科综合思维专题来自百度文库拨 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 波速、频率的关系，又能考查本节产生明显衍 射的条件．
期、频率的关系进行综合考查，既能考查波长、
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【例l】现有周期为0．05 s和频率为500 Hz的 两种声波，当它们传播时若遇到15 m的障碍
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JHJ
物理与生活 如图10—48所示，波遇到较大的障碍物(如声 波遇到一堵高墙或峭壁、天波遇到龟离层)会 发生反射现象． 思考讨论 如果遇到较小的障碍物时，又会 发生什么现象呢?
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知识详解
知识点1 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．波的衍射是波绕过障碍物继续传播，如图10—49 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，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 “影子”，只是在离障碍物较远处，波才有些绕到 “影子”区域内．虽然也偏离原来直线传播的方向， 但不很明显．
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解：A点拨：由于高频部分f较大，由v=fλ知， λ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，A正确．日 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．
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1．知识结构及要点小结
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