高中物理 第十二章 第五节 波的衍射学案 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理学案VIP专享VIP免费

第十二章机械波5.波的衍射【学习目标】1、知道什么是波的衍射现象。2、知道波发生明显衍射现象的条件。3．知道衍射是波的特有现象。【重点难点】发生明显衍射现象的条件波的衍射特征【课前预习】1.像水波可以绕过水中的石块、树叶等障碍物而继续传播的现象叫做波的衍射。2.在波长一定的情况下，障碍物的尺寸越小衍射现象越明显；在障碍物的尺寸一定的情况下，波长越长衍射现象越明显。3.大量的实验表明：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，才能发生明显的衍射现象。衍射是波特有的现象，故一切波均可发生衍射现象。4.能够引起听觉的声波波长范围是1.7cm～17m之间，与一般的障碍物的尺寸相比相差不大，因能发生明显的衍射；而可见光的波长范围约在0.4～0.7μm之间，与一般障碍物的尺寸相比非常小，故通常情况下不能发生明显衍射，因此通常说光沿直线传播。【预习检测】1．波长为0.01m的超声波，在经过某一小孔时发生了明显的衍射现象，则这个小孔的可能直径为（）A．大约为1m左右B．大约为0.01m左右C．大约为0.1cm左右D．大约为0.1m左右2．波长为60m和17m的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是（）A．波长为60m的声波比波长为17m的声波传播速度慢B．波长为60m的声波比波长为17m的声波频率小C．波长为60m的声波比波长为17m的声波容易发生衍射D．波长为60m的声波不能被反射3．关于波的衍射，下列说法中错误的是（）A．衍射是一切波的特性B．波长与孔的宽度差不多时，能发生明显衍射C．波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不明显D．波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显【参考答案】【预习检测】1.B2.B3.D1▲堂中互动▲【典题探究】例1下列说法正确的是（）A．只有横波能发生衍射，纵波不能发生衍射B．当波长比孔的宽度小得越多时，波的衍射越明显C．声波能发生衍射现象，光不能发生衍射现象D．声波易发生明显的衍射现象，光不易发生明显的衍射现象解析：衍射是波特有的现象，一切波都能产生衍射现象，所以A错；光也是一种波，因而光也能发生衍射现象，所以C错；只有当障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多或更小时，才会发生明显的衍射现象，所以B错误；由于声波的波长较大，所以易发生明显的衍射现象，而光波的波长较小，所以很难观察到光波的明显衍射现象，D正确．拓展：一切波都能发生衍射现象，只有明显与不明显之分，波长较大的波易观察到明显衍射现象．日常中能观察到哪些波的衍射现象？（例：声波、水波）例2如图所示，S是振源，MN是带孔的挡板，其中M固定，N可以上下移动，为了使原来不振动的A点振动起来，可采用的办法是（）A．增大S的振动频率B．减小S的振动频率C．N上移D．N下移解析：本题以比较灵活的形式考查明显衍射条件．要使A振动起来，则S振动产生的波必须经小孔发生明显衍射，原来A未振动，说明孔的尺寸太大，所以应使孔减小，C选项正确；当然A未振动的另一个原因是波长太小，在v一定的前提下，要增大波长则必须减小S的振动频率，所以B正确．拓展：现在水波槽中只有一个振源，要想获得两个波源，你用什么办法可以做到？（提示：从波的衍射角度思考，如将一双孔木板置于水槽中）例3已空车气中的声速为340m/s，现有几种声波：（1）周期为201s；（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（）A．（1）和（2）B．（2）和（3）C．（1）和（3）D．都可以解析：考查发生明显衍射现象的条件．首先由v=·f＝T计算各种波的波长．题中三2种声波的波长分别为1＝vT＝340×201m＝17m；2=fv=0.034m；3=10m．因为1大于障碍物的宽度，所以能发生明显衍射现象，2远小于障碍物的宽度，因而不能发生明显的衍射现象；3与障碍物的宽度相差不多，也能发生明显衍射现象，所以C正确．拓展：如何判断一列波能否“绕”过障碍物或小孔？（障碍物或小孔的尺寸与波长相差不多或比波长更小时）例4.有一障碍物的高度为10m，下列波衍射现象最朋显的是（）A．波长为40m的波B．波长为9．9m的波C．频率为40Hz的声波D．频率为5000MHz的电磁波（v＝3.0×108m／s）解析:题中几列波的波长分别是...