❶ 為什麼會發生波的衍射
波的衍射:是波的通性之一,它是波繞過障礙物到障礙物後面繼續傳播的現象。產生條件是障礙物(或小孔)的尺寸與波的波長相差不多時才能明顯觀察到。波的選加原理:幾列波相遇時能保持各自狀態而並不相互干擾,這是波的一個基本性質。兩列波相遇時,該處介質的質點將同時參與兩列波引起的振動,此時質點的位移等於兩列波分別引起的位移的矢量和,這就是波的迭加原理。
❷ 水波等機械波為什麼會發生衍射
水波等機械波的波長較大,大於一般可見的孔洞尺寸,故會發生衍射。
❸ 波為什麼會衍射呢
樓主!波不是一種運動!
1、波是物質運動的重要的一種形式!被傳遞的物理量擾動或振動有多種形式,機械振動的傳遞構成機械波 ,電磁場振動的傳遞構成電磁波(包括光波),溫度變化的傳遞構成溫度波(見液態氦),晶體點陣振動的傳遞構成點陣波(見點陣動力學),自旋磁矩的擾動在鐵磁體內傳播時形成自旋波(見固體物理學),實際上任何一個宏觀的或微觀的物理量所受擾動在空間傳遞時都可形成波。最常見的機械波是構成介質的質點的機械運動(引起位移、密度、壓強等物理量的變化)在空間的傳播過程,例如弦線中的波、水面波、空氣或固體中的聲波等。產生這些波的前提是介質的相鄰質點間存在彈性力或准彈性力的相互作用,正是藉助於這種相互作用力才使某一點的振動傳遞給鄰近質點,故這些波亦稱彈性波。電磁場的振動在空間傳遞時依靠的是電磁場本身的規律,毋需任何介質的存在,故電磁波(包括光波)可在真空中傳播。振動物理量可以是標量,相應的波稱為標量波(如空氣中的聲波),也可以是矢量,相應的波稱為矢量波(如電磁波)。振動方向與波的傳播方向一致的稱縱波,相垂直的稱橫波。
2、如果障礙物的寬度沒有波的波長長,那麼波就會繞過障礙物,發生衍射現象!
❹ 波為何可以衍射
你們老師給出的答案是正確的。。。如果非要咬文嚼字的話,她少說了一句話,而你的疑問也有錯誤~
兩個理解上的錯誤。
首先,本來就不必考慮障礙物的尺寸,波都能發生衍射現象,但是波長如果要比障礙物小,就不能觀察到明顯的衍射現象。「明顯」這兩個字你沒有注意到。
第二個錯誤是你在理解老師的話時出了錯,要注意,波的衍射是波的振動形式繞過去的,而不是穿過去的。一列波在遇到障礙物時,總有一部分波不受障礙物的影響而繼續傳送著振動形式和能量,並引起周圍的介質振動,這樣波就繞到了障礙物的後面。
至於震源能量和時間沒必要說的,只要波長足夠長,並且有介質,波能繞過任何障礙物~
❺ 機械波能發生明顯的干涉與衍射,這是因為() A.頻率相近的兩列波的疊加會發生干涉 B.波速相
| A、一切波均能發生衍射現象,但明顯的衍射現象必須是波的波長比阻礙物尺寸大得多或相關不大.而要發生干涉現象必須是頻率相同.故A錯誤; B、要產生干涉現象的必要條件之一,就是兩列波的頻率相等.故B錯誤; C、波具有明顯的衍射特性的條件,是障礙物的尺寸與波長比較相差不多或小得多.故C正確; D、波速越小,則波長越小,故越不容易發生衍射現象.故D錯誤; 故選:C |
❻ 機械波衍射的原理是什麼
惠更斯原理。也就是每個質元振動都會向四周傳播子波。
❼ 機械波或者電磁波為什麼在障礙尺度與其波長相近或小於時發生衍射
從現象上看,衍射是指波在遇到障礙物或小孔時的展衍現象,但衍射的本質其實是一種干涉。我們使用斐涅爾-惠更斯子波原理來定量處理衍射。「子波」指任何一列波的波前曲面(比如平面波的波前通常是一個有限大小的平面,球面波的波前是那一時刻波最前面所達到的那個球面)上的任何一點都可以視為向前發出球面波的新的波源,這無限多個新波源發出的無限多個的小球面波就是原來那列波的子波。這些子波的包絡面(即與所有這些子波的波前相切的曲面)就是原來那列波的新波前。有了子波概念,就可理解單縫衍射實質上就是波在單縫處露出來的那個細長條的曲面上的各個不同的子波之間的干涉。具體處理需要使用曲面積分。當縫的寬度遠大於波長時,對衍射貢獻最多的曲面邊緣部分的子波數量占整個曲面上的子波數量的比例很小——衍射很不明顯——趨近於幾何學的描述。反之,當縫的寬度約等於波長時,對衍射作貢獻的曲面邊緣部分的子波數量占整個曲面上的子波數量的比例已不容忽視——衍射明顯——趨近於波動學的描述。學好數學,方能徹底理解衍射。
❽ 衍射原因
因為物質的波動性導致物質在傳遞過程中遇到障礙物時,會在障礙物處形成新的波源,新波源產生新的波
補充:
我已經說得很通俗了,基本是自己的話闡述的,我們課本中的原話是:介質中波動傳播到的各點都可以看作是發射子波的波源,而在其後的任意時刻,這些子波的包絡就是新的波前.
不知道你是否能理解
其實不是所謂的「拐彎」,那是高中教科書里為了讓高中生能夠理解的說法,其實嚴格地說那是錯的.
因為根據惠更斯原理,波源發散出去的每一個波的波陣面上的任意一個點都可以看成新的波源,而當波陣面到達障礙物邊緣時,就會在邊緣處形成新的波源,是那個新的波源產生的波傳遞到障礙物後方去了.
擴展一點來說,真正意義上能夠繞過障礙物的波是電磁波,因為電磁波不像機械波那樣需要具體的物質介質來承載它進行傳播,電磁波的傳遞介質是時空本身,所以當存在大引力場的時候,時空被引力場給拉彎,電磁波沿著彎曲的空間傳播,於是我們就能看見從太陽後方射來的光.至於日常生活中的小質量物質,引力場太小,所以周圍空間的曲率也小,這種現象就不能夠被觀察到.
當然,衍射現象和上述現象在本質上是不同的.
❾ 波為什麼能發生衍射和干涉
先說兩點,這都是實驗現象,我難以進一步解釋了:
1. 波的特點是在空間和時間上存在相位,圖像性的說法就是說某一時刻,有的地方是峰,有的地方是谷。 而某一位置有的時候在峰,有的時候在谷。
2. 我們把討論的波限制為機械波和電磁波的話,他們都有線性疊加的性質,就是說一列波傳到了這個時間,這個位置,決定這個位置的波值(比如說電磁場,那就可以是電場強度)是+5,另一列波傳來,決定這個時間這個位置是-3,那麼這個地方的值其實就是+2。
先說干涉,最簡單情況,如果兩列波波速相同,頻率相同,那麼他們的時間和空間頻率都相同,如果你仔細地寫出波動方程(如果不會寫,或者好好地畫畫圖,想想某一個時間某一個位置,在第一列波的影響下應該是什麼波值,在第二列波影響下應該是什麼波值),會發現存在那麼一些地方,在所有的時刻下,假如第一列波讓它的波值成為+x,第二列波總是讓它成為-x,這個地方由於干涉,就成了一個波值不動的點(相消干涉),而有的地方,假如第一列波讓它+x, 第二列波也總是讓它+x,這個地方的振動就總是被增強的(相長干涉)。所以,以光的雙縫干涉實驗來說,相當於兩列光波從兩個縫隙處發出,在屏處某點,兩列波相長干涉,條紋發亮,某處相消干涉,條紋發暗。
然後說衍射,說機械波的小孔衍射吧。
機械波的傳播中,遇到物體,不同的物體可能有兩個作用:
1. 次級波源,比如水波是水面的上下起伏,波傳到某個位置的水這里,水跟隨波振動,這個地方的水的振動會引起下一個位置的水振動,下一個位置是什麼位置?並不是波傳播的方向,而是所有跟這個位置相鄰的位置,就是說,包括前後左右。這個其實才合理對吧,這個地方的水,當然要影響所有鄰居,它又不知道原來的波是向那個方向的。但是,同時還有很多很多地方的其它水有了起伏,它們也會繼續影響周圍的水。其實,每一個小小的空間里的水都形成了一列波,這無窮的波,相互疊加(上面說過的干涉),形成了你看到的水波。這個數學上可以證明,實驗上也可以證明,所以這么描述是沒有問題的。
2. 障礙物,水波遇到固定的擋板,無法移動它,那就算傳不過去了。如果有一個小孔,會怎麼樣呢?那就是小孔處的水做為次級波源,而旁邊的擋板處不再有新的波源。大白話說就是這個小孔受到水波影響了,在振動,旁邊沒有受到影響。所以擋板後面的情況就相當於以這個小孔為波源的一個全新的波,一系列全新的半圓條紋。
這是最本質的事實,其他各種形式的復雜衍射和干涉,只是數學上更麻煩些而已。關鍵就是三個概念:相位,線性疊加,次級波源。