西北师大附中高一物理奥赛教案第四节波的衍射.docVIP

课题 第四节 波的衍射 教学 目标 知识目标： 1．知道什么是波的衍射现象2．知道波发生衍射的条件3．知道衍射是波特有的现象提高学生从实验现象总结规律的能力 课型 新授课 课时 1课时 重点 1．波的衍射现象 2．产生明显衍射的条件 产生明显衍射条件 实验归纳法 水波槽两块挡板两块有小孔的木板水波的衍射照片 学 过 程 摘要 衍射波的现象，是障碍物尺寸比波长小水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石芦苇等细小的障碍物，会绕过继续传播，好像它们并不存在本节课我们来学习这种现象波的衍射波的衍射 演示实验在上放一个槽 步骤： 第一步：使振动片开始振动，观察产生的水波在波源的前方放一个障碍物(例如一块木板)，观察发生的现象在波源的前方放一个小的障碍物(如一段细铁丝)，观察水波在传播过程中发生的现象现象一：当振动片振动时，看到有一列圆形水波形成，向远处传播现象二：如果在波源的前方放一块较大的木板时，在靠近障碍物后面没有波，也就是留下了影子，只有在离障碍物较远处，波才稍微绕到影子区域里现象三：当用细铁丝替换木板后，发现波绕过障碍物继续前进，不会产生影子区域结： 波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射衍射有的时候不明显(例如刚才的现象二)，有的时候很明显(例如刚才的现象三)演示实验放一个槽让振动片振动，观察水面形成的波在水槽内放两块挡板，当中留一窄缝，观察水波通过窄缝后怎样传播改变挡板间窄缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化？ 学生描述看到的现象现象一：让振动片振动后，看到有一列圆形水波形成现象二：当木板间的缝较宽时，水波经过孔后在连接波源和孔的两边的两条直线所限制的区域里传播，在较远处，波才稍微绕到影子区域里现象三：当两板间的缝较小时看到在孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波通过以上现象可知：当波通过小孔时，也能产生衍射现象，且孔越小，衍射现象越明显二波产生衍射的条件 1．产生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长差不多衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异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一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象波传到小孔(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传播方向的衍射现象当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于能量的减弱，衍射现象不容易观察到1．下列关于波的衍射的说法正确的是 A．衍射是一切机械波的特有的现象 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是由于声波波长较大BD不只机械波(包括横波和纵波)能发生衍射现象，其他类的波也能发生衍射现象，衍射是一切波特有的现象，所以选项AC是错误的发生明显的衍射是有条件的，只有缝孔的宽度或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，所以选项B是正确的声波的波长在1.7 cm到17 m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由于声波波长较长，声波容易发生衍射现象，所以选项D是正确的2．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为 A．10 cm B．5 m C．d＞1 cm D．d＜1 cm 答案D在水槽中激发的水波波长为要求在小孔后产生显著的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长 3．讨论：将一只小瓶立于水槽中，在槽中激发水波若想在瓶子后面看到水波绕进的衍射现象，激发水波的振子振动频率大些好还是小些好？为什么？ 学生讨论后回答当障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时，能发生明显衍射现象，由于瓶子的直径已确定，故水波的波长越长越好，得，激发水波的振子振动频率越小越好，f越小，水波的λ越大，λ就更接近瓶子的直径 教学后记： 5