12.4波的衍射和干涉 学案（含答案） (4)

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12.4波的衍射和干涉
学案
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.
过程与方法
提高学生从实验现象总结规律的能力.
情感，态度和价值观
通过对衍射现象的学习，使学生学会从现象中发现规律的方法.
教学重难点
重点：1.波的衍射现象.
2.波能够产生明显衍射的条件.
难点：产生明显衍射条件的教学.
使用说明及方法指导：
1.认真阅读课本32-35页领悟自主学习内容，把不理解的内容用红笔画出来。
2.对教学案中问题要认真仔细看后再完成有关练习，有疑点地方用红笔勾画出来。
预习检测
1．波可以________障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射．衍射是波________的现象．__________都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显而己．波的直线传播只是在衍射不明显时的近似．2·1·c·n·j·y
2．只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长________________，或者________________时，才能观察到明显的衍射现象．www-2-1-cnjy-com
3．关于波的衍射现象，下列说法中正确的是(　　)
A．某些波在一定条件下才有衍射现象
B．某些波在任何情况下都有衍射现象
C．一切波在一定条件下才有衍射现象
D．一切波在任何情况下都有衍射现象
探究问题
1.（C级）什么是波的衍射
2.（C）产生明显衍射的条件是什么？
3.
（C）插在水中的细棒对水波的传播没有影响，这是波的______现象.
方法指导：
1.衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象.
2.衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异.
3.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.
4.一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象.
5.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.
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6.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.
典型例题
典例1.（C级）
(1)既然衍射是波的特有现象，也就是说一切波都会发生衍射现象，为什么一般情况下我们都观察不到衍射现象？21·世纪
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(2)一般情况下，什么样的波容易产生显著的衍射现象？
(3)孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系是决定衍射能否发生的条件吗？
解析：
(1)一切波都能发生衍射现象，但很多情况下因波长与障碍物或孔、缝的宽度相比较小，衍射现象极不明显，所以看不清或看不到衍射现象．
(2)波长较长的波容易产生显著的衍射现象．
(3)不是．波发生衍射现象没有条件，孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系只是决定波能否发生明显衍射的条件．2-1-c-n-j-y
【规律方法】波在任何情况下都有衍射现象，有明显和不明显的区别．孔、缝的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，是发生明显衍射的条件．21
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典例2．（C级）如图所示是观察水面波衍射的实验装置．AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源．图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是(　　)【出处：21教育名师】
A．此时能明显观察到波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离相等
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象
【解析】本题主要考查发生明显衍射的条件．观察图可知道孔的尺寸与波长差不多，能明显观察到波的衍射现象，故选项A对；因波的传播速度不变，频率不变，故波长不变，即挡板前后波纹间距应相等，故选项B对；若f增大，由λ＝，知λ变小，衍射现象变得不明显了，故选项D错；若将孔AB扩大，且孔的尺寸远大于波长，则可能观察不到衍射现象，故选项C对．
方法总结　本题考查的是一个演示实验．要求对波发生明显衍射现象的条件，以及波长、频率、波速之间的关系有正确的认识．因此对重要的演示实验的实验原理和实验方法，都必须有深入的理解．在观察水波衍射现象的实验中，若打击水面的振子使振动频率增大，观察到的衍射现象有什么变化？(提示：λ＝v/f，f增大，λ减小，则衍射现象变得不明显【来源：21cnj
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m】
知识总结
1.衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射.凡能发生衍射现象的就是波.
2.波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异.波长较长的波容易发生明显的衍射现象.
3.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(障碍物)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情况.【版权所有：21教育】
(1)障碍物的尺寸的大小不是发生衍射的条件，而是发生明显衍射的条件，波长越大越易发生明显衍射现象；21教育名师原创作品
(2)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射.
课堂检测
1.
（C级）下列关于波的衍射的说法正确的是(　　)
A．衍射是机械波特有的现象
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．声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较长
2.
（C级）已知空气中的声速为340
m/s，现有几种声波：(1)周期为1/20
s；(2)频率为30
Hz；(3)波长为10
m，它们传播时若遇到宽度均为9.5
m的障碍物，能发生明显衍射现象的是(　　)【来源：21·世纪·教育·网】
A．(1)和(2)
B．(2)和(3)
C．(1)和(3)
D．都可以
课后作业
1．（C级）下列现象属于波的衍射现象的是(　　)
A．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声
B．“空山不见人，但闻人语响”
C．“余音绕梁，三日而不绝”
D夏日的雷声有时轰鸣不绝
2．（C级）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
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A.10
cm
B.5
m
C.d＞1
cm
D.d＜1
3．（C级）下列现象或事实属于衍射现象的是(
)
A.风从窗户吹进来
B.雪堆积在背风的屋后
C.水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块，小石块对波的传播没有影响
D.晚上看到水中月亮的倒影
4．（C级）波长为60
m和17
m的两列声波在空气中传播时，下列叙述正确的是(
)
A.波长60
m的声波比17
m的声波传播速度慢
B.波长60
m的声波比17
m的声波频率小
C.波长60
m的声波比17
m的声波易发生衍射
D.波长60
m的声波不能被反射
课堂检测
1．
BD　　[衍射是一切波特有的现象，所以选项A、C错；发生明显的衍射现象是有条件的，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，由于声波波长较长，所以声波容易发生明显衍射现象，所以选项D也是正确的．]21教育网
点评　知道衍射是一切波特有的现象，及发生明显衍射的条件．
2．．D　[(1)T＝
s，由v＝得λ＝vt，则λ1＝17
m，(2)λ2＝＝11.3
m，(3)λ3＝10
m，而障碍物宽度d＝9.5
m，比三种波的波长都小，所以D正确．]21·cn·jy·com
方法总结　判断能否发生明显衍射的方法是比较波长与障碍物的尺寸的大小关系．
1.
解析：B
2答：D
在水槽中激发的水波波长为
m=0.01
m=1
cm
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．解析　选C.波在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物的现象称为波的衍射.C与衍射现象相符.
4．【解析】选B、C.不管波长为多少，声波在空气中传播速度都约为340
m/s，由波长、波速、频率关系v=λf可知，波长越长，频率越小，所以A错，B对.由发生明显衍射的条件可知，波长较长，发生衍射较容易，C对.任何波都可以发生反射，21cnjy.com
D错.
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