主講/胡海軍波的衍射 波的衍射：波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象

波的衍射 波的衍射：波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)一、水波的衍射現(xiàn)象及在波長(zhǎng)一定的情況狹縫寬對(duì)衍射實(shí)驗(yàn)的影響現(xiàn)象：水波繞過(guò)小孔或障礙物繼續(xù)傳播說(shuō)明:

說(shuō)明:①衍射是波特有的現(xiàn)象；一切波都能發(fā)生衍射．

說(shuō)明:①衍射是波特有的現(xiàn)象；一切波都能發(fā)生衍射．②衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯和不明顯的差異實(shí)驗(yàn)二、在狹縫寬度一定的情況下，波長(zhǎng)對(duì)衍射實(shí)驗(yàn)的影響實(shí)驗(yàn)二、在狹縫寬度一定的情況下，波長(zhǎng)對(duì)衍射實(shí)驗(yàn)的影響結(jié)論： 障礙物較大時(shí)對(duì)波有影響，較小時(shí)對(duì)波沒(méi)有影響，即障礙物比較小時(shí)能發(fā)生明顯衍射

結(jié)論： 障礙物較大時(shí)對(duì)波有影響，較小時(shí)對(duì)波沒(méi)有影響，即障礙物比較小時(shí)能發(fā)生明顯衍射 窄縫寬度跟波長(zhǎng)相差不多時(shí)，有明顯的衍射現(xiàn)象結(jié)論： 窄縫寬度比波長(zhǎng)大得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯；

結(jié)論： 窄縫寬度比波長(zhǎng)大得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯； 窄縫寬度跟波長(zhǎng)相比非常大時(shí)，水波將直線傳播，觀察不到衍射現(xiàn)象．發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件： 障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小，或跟波長(zhǎng)相差不多發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件： 障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小，或跟波長(zhǎng)相差不多 說(shuō)明：①障礙物或孔的尺寸大小，并不是決定衍射能否發(fā)生的條件，僅是衍射現(xiàn)象是否明顯的條件。

一般情況下。波長(zhǎng)較大的波容易產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象。發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：②波傳到小孔或障礙物時(shí)，小孔或障礙物仿佛是一個(gè)新的波源，由它發(fā)出與原來(lái)同頻率的波稱(chēng)子波在孔后傳播，于是就出現(xiàn)了偏離直線傳播的衍射現(xiàn)象。②波傳到小孔或障礙物時(shí)，小孔或障礙物仿佛是一個(gè)新的波源，由它發(fā)出與原來(lái)同頻率的波稱(chēng)子波在孔后傳播，于是就出現(xiàn)了偏離直線傳播的衍射現(xiàn)象。 ③當(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)盡管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射現(xiàn)象不容易觀察到。②波傳到小孔或障礙物時(shí)，小孔或障礙物仿佛是一個(gè)新的波源，由它發(fā)出與原來(lái)同頻率的波稱(chēng)子波在孔后傳播，于是就出現(xiàn)了偏離直線傳播的衍射現(xiàn)象。 ③當(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)盡管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射現(xiàn)象不容易觀察到。一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象 例1下列現(xiàn)象或事實(shí)屬于衍射現(xiàn)象的是 A風(fēng)從窗戶吹進(jìn)來(lái) B雪堆積在背風(fēng)的屋后 C水波前進(jìn)方向上遇到凸出水面的小石子，

小石子對(duì)波的傳播沒(méi)有影響 D晚上看到水中月亮的倒影 例1下列現(xiàn)象或事實(shí)屬于衍射現(xiàn)象的是 A風(fēng)從窗戶吹進(jìn)來(lái) B雪堆積在背風(fēng)的屋后 C水波前進(jìn)方向上遇到凸出水面的小石子，

小石子對(duì)波的傳播沒(méi)有影響 D晚上看到水中月亮的倒影C 例2下列關(guān)于波的衍射的說(shuō)法正確的是 A衍射是一切機(jī)械波特有的現(xiàn)象 B對(duì)同一列波，縫或孔障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯 C只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象 D聲波容易發(fā)生衍射是由于聲波波長(zhǎng)較大 例2下列關(guān)于波的衍射的說(shuō)法正確的是 A衍射是一切機(jī)械波特有的現(xiàn)象 B對(duì)同一列波，縫或孔障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯 C只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象 D聲波容易發(fā)生衍射是由于聲波波長(zhǎng)較大BD 例3在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子的頻率是5H，，為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)為 A10cmB5cm Cd>1cmDd<1cm 例3在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子的頻率是5H，，為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)為 A10cmB5cm Cd>1cmDd<1cmD例4：如圖是觀察水面波衍射的實(shí)

驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是

一個(gè)孔，O為波源，圖中已畫(huà)出波源所

在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波

紋圖中曲線之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，

則波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況，下述描述正確的是A此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B擋板前波紋間距離相等擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地

觀察衍射現(xiàn)象例4：如圖是觀察水面波衍射的實(shí)

驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是

一個(gè)孔，O為波源，圖中已畫(huà)出波源所

在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波

紋圖中曲線之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，

則波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況，下述描述正確的是A此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B擋板前波紋間距離相等擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地

觀察衍射現(xiàn)象ABC胡海軍 現(xiàn)象：當(dāng)發(fā)聲物體向你駛來(lái)時(shí)，感覺(jué)音調(diào)變高；當(dāng)發(fā)聲物體離你遠(yuǎn)去時(shí)，感覺(jué)音調(diào)變低音調(diào)由頻率

決定，頻率高音調(diào)高；頻率低音調(diào)低．

現(xiàn)象：當(dāng)發(fā)聲物體向你駛來(lái)時(shí)，感覺(jué)音調(diào)變高；當(dāng)發(fā)聲物體離你遠(yuǎn)去時(shí)，感覺(jué)音調(diào)變低音調(diào)由頻率

決定，頻率高音調(diào)高；頻率低音調(diào)低． 多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)．奧地利物理學(xué)家多普勒1803——1853二、多普勒效應(yīng)的成因二、多普勒效應(yīng)的成因 聲源完成一次全振動(dòng)，向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波，

頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，因此波源

的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)，而

觀察者聽(tīng)到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接收到的頻率，

即單位時(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的． 1當(dāng)波源和觀察者相對(duì)介質(zhì)都靜止不動(dòng)．即二者沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí) 1當(dāng)波源和觀察者相對(duì)介質(zhì)都靜止不動(dòng)．即二者沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí) 1當(dāng)波源和觀察者相對(duì)介質(zhì)都靜止不動(dòng)．即二者沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí) 單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出幾

個(gè)完全波，觀察者在單位時(shí)

間內(nèi)就接收到幾個(gè)完全波．

觀察者接收到的頻率等于波

源的頻率． 2波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀察者朝波源運(yùn)動(dòng)時(shí)或觀察者不動(dòng)，波源朝觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí) 2波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀察者朝波源運(yùn)動(dòng)時(shí)或觀察者不動(dòng)，波源朝觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí) 2波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀察者朝波源運(yùn)動(dòng)時(shí)或觀察者不動(dòng)，波源朝觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí) 觀察者在單位時(shí)間內(nèi)

接收到的完全波的個(gè)數(shù)增多，即接收到的頻率增大． 3波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)時(shí)或

觀察者不動(dòng)，波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí) 3波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)時(shí)或

觀察者不動(dòng)，波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí) 3波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)時(shí)或

觀察者不動(dòng)，波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí) 觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)減少，即接收到的頻率減?。?總之：當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；如果二者遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減?。畣挝粫r(shí)間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)與實(shí)際通過(guò)的人數(shù)相同。單位時(shí)間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)與實(shí)際通過(guò)的人數(shù)相同。單位時(shí)間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)變多。單位時(shí)間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)與實(shí)際通過(guò)的人數(shù)相同。單位時(shí)間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)變多。單位時(shí)間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)變少。注意：注意： 1在多普勒效應(yīng)中，波源的頻率是不改變的，只是由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者

感到頻率發(fā)生了變化．注意： 1在多普勒效應(yīng)中，波源的頻率是不改變的，只是由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者

感到頻率發(fā)生了變化． 2多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過(guò)程共有的特征，不僅

機(jī)械波，電磁波和光波也會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)． 多普勒效應(yīng)是指由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，它是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的．三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 1有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人可以從火車(chē)的汽笛聲判斷火車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向和快慢三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 1有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人可以從火車(chē)的汽笛聲判斷火車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向和快慢 2有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以從炮彈飛行時(shí)的尖叫聲判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去 3由地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度 4交通警察向行進(jìn)中的汽車(chē)發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)反射回來(lái)時(shí)，接收到的頻率發(fā)生變化，由此可指示汽車(chē)的速度多普勒效應(yīng)的應(yīng)用多普勒天氣雷達(dá)多普勒天氣雷達(dá)多普勒頸腦血液測(cè)速儀多普勒頸腦血液測(cè)速儀多普勒水流測(cè)速儀多普勒水流測(cè)速儀多普勒水流測(cè)速儀