PAGE7第四節波的衍射和干涉第1學時波的衍射【基礎知識誘思】日常生活中我們最常見最熟悉的機械波便是聲波了，對于聲波大家也最了解．下面請大家考慮一個問題，如果你對著高山喊一聲，過一會兒你便會聽到回聲，此時若在山的另一邊有一個人，但此人不會聽到你的聲音；倘若你對著的不是高山，而是一棵大樹，則此時樹后面的人會聽到你的聲音，原因何在山后面的人聽不到你的聲音是因為聲波沒有傳到山的后面，大樹后的人聽到了你的聲音是因為聲波傳到了樹的后面，像聲波這樣傳播過程中繞過障礙物傳到障礙物后面的這種現象為波的衍射現象．【重點難點解讀】問題一：發生明顯衍射現象的條件解讀：（1）當障礙物或孔的尺寸比波長小時，一定能發生明顯的衍射現象，如圖－1所示；當障礙物或孔的尺寸比波長大時，只有當“大得不多（差不多）”時，如圖－2所示，才發生明顯的衍射現象．

（2）“障礙物或孔的尺寸比波長小或差不多”是發生明顯衍射現象的條件，但并不是發生衍射的條件，因為障礙物的大小，關系到衍射現象是否明顯，而不是決定衍射現象能否發生．（3）如果障礙物或孔的尺寸比波長大得多，則衍射現象不明顯，如圖－3所示，波近似直線傳播．問題二：波的衍射特征解讀：機械波遇到障礙物或孔隙，波就會偏離原來的傳播方向而繞到障礙物的后面去．我們設想從波源處向外射出的小球，當小球碰到障礙物時就會反彈，穿過孔后也不會繞到“陰影”中去，這說明遇到障礙物時，小球不可能像波那樣產生衍射現象，因此衍射是波所特有而宏觀實物粒子所不具有的性質．【解題技法點撥】該部分知識主要利用“明顯衍射條件”進行衍射現象的分析判斷和對某些衍射現象進行解釋，因此，正確理解、應用明顯衍射條件時尤其注意：（1）一切波都能發生衍射現象，有時明顯，有時不明顯；只有波才會發生衍射現象．（2）波長較長的波更容易發生明顯衍射現象．例以下關于波的衍射的說法中正確的是（）A．波遇到障礙物時，一定會發生明顯的衍射現象B．當障礙物的尺寸比波長大得多時，衍射現象很明顯C．當孔的大小比波長小時，衍射現象很明顯D．只有當障礙物的尺寸與波長相差不多時，才會發生明顯的衍射現象點撥：凡是波都能發生衍射現象，不過有時衍射現象明顯，有時衍射現象不明顯．只有當縫、孔或障礙物的尺寸跟波長相差不多或比波長更小時，才能發生明顯的衍射現象．答案：C【經典名題探究】考點一：明顯衍射條件和衍射特征例1下列說法正確的是（）A．只有橫波能發生衍射，縱波不能發生衍射B．當波長比孔的寬度小得越多時，波的衍射越明顯C．聲波能發生衍射現象，光不能發生衍射現象D．聲波易發生明顯的衍射現象，光不易發生明顯的衍射現象分析：衍射是波特有的現象，一切波都能產生衍射現象，所以A錯；光也是一種波，因而光也能發生衍射現象，所以C錯；只有當障礙物或小孔的尺寸跟波長差不多或更小時，才會發生明顯的衍射現象，所以B錯誤；由于聲波的波長較大，所以易發生明顯的衍射現象，而光波的波長較小，所以很難觀察到光波的明顯衍射現象，D正確．答案：D探究：一切波都能發生衍射現象，只有明顯與不明顯之分，波長較大的波易觀察到明顯衍射現象．日常中能觀察到哪些波的衍射現象（例：聲波、水波）【訓練題】下列說法正確的是（）A．衍射是一切波特有的現象B．對同一列波，障礙物或孔越小衍射越明顯C．聽到回聲是聲波的衍射現象D．聽到墻外人的說話聲是衍射現象答案：ABD考點二：靈活運用明顯衍射的條件例2如圖－4所示，S是振源，MN是帶孔的擋板，其中M固定，N可以上下移動，為了使原來不振動的A點振動起來，可采用的辦法是（）A．增大S的振動頻率 B．減小S的振動頻率C．N上移 D．N下移分析：本題以比較靈活的形式考查明顯衍射條件．要使A振動起來，則S振動產生的波必須經小孔發生明顯衍射，原來A未振動，說明孔的尺寸太大，所以應使孔減小，C選項正確；當然A未振動的另一個原因是波長太小，在v一定的前提下，要增大波長則必須減小S的振動頻率，所以B正確．答案：BC探究：現在水波槽中只有一個振源，要想獲得兩個波源，你用什么辦法可以做到（提示：從波的衍射角度思考，如將一雙孔木板置于水槽中）【訓練題】如圖10．4－5所示是不同頻率的水波通過相同的小孔所能到達區域的示意圖；情況中水波的頻率最大；情況中水波的頻率最小．

答案：ca考點三：綜合考查對明顯衍射條件的理解例3已空車氣中的聲速為340m/s，現有幾種聲波：（1）周期為s；（2）頻率為104H;（3）波長為10m．它們傳播時若遇到寬度約為13m的障礙物，發生明顯衍射現象的是（）A．（1）和（2） B．（2）和（3） C．（1）和（3） D．都可以分析：考查發生明顯衍射現象的條件．首先由v=·f＝計算各種波的波長．題中三種聲波的波長分別為1＝vT＝340×m＝17m；2==0.034m；3=10m．因為1大于障礙物的寬度，所以能發生明顯衍射現象，2遠小于障礙物的寬度，因而不能發生明顯的衍射現象；3與障礙物的寬度相差不多，也能發生明顯衍射現象，所以C正確．答案：C探究：如何判斷一列波能否“繞”過障礙物或小孔（障礙物或小孔的尺寸與波長相差不多或比波長更小時）【訓練題】在用水波槽做衍射實驗時，若打擊水面的振子振動頻率是5H，水波在水槽中的傳播速度為／s，為觀察到明顯的衍射現象，小孔的直徑d應為（）A．10cm B．5cm C．d＞1cm D．d＜1cm答案：D【思維誤區診斷】易錯點：產生明顯衍射現象的條件是障礙物或小孔的尺寸和波長相差不多或比波長更小，而不是波長和障礙物或小孔相差最小時．例有一障礙物的高度為10m，下列波衍射現象最朋顯的是（）A．波長為40m的波B．波長為9．9m的波C．頻率為40H的聲波D．頻率為5000MH的電磁波（v＝×108m／[誤點診斷]錯解：B．波長為9．9m的波的波