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第4节波的衍射和干涉波的衍射[探新知·基础练]1．波的衍射定义波可以绕过障碍物继续传播的现象。
2．两种衍射现象(1)在水波槽中，在波源的前方放一个障碍物，使波源振动产生水波。
当障碍物较大时波被阻挡，在靠近障碍物后面没有波，只是在障碍物较远处，波才稍微有些绕到“影子”区域里，如图甲所示，虽然发生衍射现象，但不明显。
当障碍物较小时发现波能绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样，如图乙所示，衍射现象明显。
(2)在水波槽中，在波源前方放一个有孔的屏，使波源振动产生水波。
当孔较大时发现水波经过孔后在连接波源与孔的两边的两条直线所限制的区域里传播，如图丙所示。
当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，如图丁所示，衍射现象明显。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．一切波均会发生衍射现象。
(√)2．衍射不需要条件，只有明显衍射才有条件限制。
(√)3．波长长的机械波不易发生衍射现象。
(×)[释疑难·对点练]1．发生明显衍射现象的条件只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
2．正确理解衍射现象(1)衍射是波特有的现象，一切波都会发生衍射现象，凡能发生衍射现象的一定是波。
(2)衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异，没有“不发生衍射”之说。
(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着的衍射现象。
[试身手]1．如图所示分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(①、②图)或障碍物(③、④图)，其中能发生明显衍射现象的有()A．②④B．①④C．②③D．①③解析：选A发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长小，或与波长相差不多，由题图可知，②、④图能明显发生衍射现象，而①、③图不能，故选A。
波的叠加[探新知·基础练]几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质中的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
波浪水槽综合实验一、实验目的：1、了解波浪水槽实验的基本原理和理论基础：包括基本造波方法、波浪理论、相似理论和近岸波浪传播现象2、了解造波机、浪高仪的基本构成和测量原理。
3、 通过实验采集一组波浪信号，分析波浪频谱特征4、 观测海堤附近波浪现象和越浪形态。
二、实验原理：1.造波方法和基本波浪理论自由表面重力波是船舶工程、海洋工程和海岸工程领域十分普遍的现象，配备造波机的波浪水槽是模拟波浪与二维结构物相互作用的常用实验设备。
通过给定造波信号由液压泵或步进电机控制推板运动，在波浪水槽中产生特定波列。
距离造波板2-3个波长外可以略去局部非传播模态的影响，可认为水槽中为行进波。
在水槽中通过浪高仪可以测量水槽中不同位置的波面时间过程线。
水槽中常用测力天平和压力传感器测量水动力载荷。
水槽末端设置多孔介质构成的消波区，消除反射波。
图1 波浪水槽示意图2.相似原理自由表面重力波的恢复力是重力，进行以重力为主要作用的流动实验通常采用重力相似准则或傅汝德数相似，其定义为/Fr v =，其中为流速，L 为特征长度，为重力加速度。
v g 波浪断面模型实验一般按重力相似准则设计。
若取几何比尺/2L p m L L 0λ==，有关物理模型比尺如下：时间比尺： 4.47t λ==速度比尺：4.47v λ==重度比尺： 38000WL λλ==单宽流量比尺：89.44Q λ==式中为工程原型长度，为模型长度。
pL mL 风速模拟通常按重力相似，风速测点位于测量断面上方中心。
3 近岸波浪现象3.1 线性波浪理论在平底均匀水深域中，根据势流理论波浪呈周期性分布。
单色行波波浪参数包括波浪周期T ，波长L ，波高H 和水深h ，如图2所示。
周期、波长和水深满足色散关系，对于线性波浪其表达式为，，其中波浪圆频率2tanh gk kh ω=2/T ωπ=，波数2/k L π=。
波高水深比为小量的波浪称为小振幅波，可用线性波浪理论描述，见图3。
波动提醒为配合老师不同的教学习惯，本书与课本符号有差异处，在此特别提醒与注记！名词课本符号本书符号热量 D L2-1波的传播（配合课本P.60 ～P.61）一波动的基本概念备P.2-11. 波动是传递能量的一种方式。
波动，就是介质中的某一点作往返（上下或前后）振动时，其能量逐渐由该点传递到其他各点，而引发各点也作往返振动的现象。
2. 日常生活中常见的波动：(1) 水波：如图2-1，手执一直棒在平静的水面上下振动，水面受到扰动，随即看到水波向外传播出去形成涟漪。
(2) 绳波：如图2-2，手执绳的一端，快速上下扰动一次，绳上随即产生一波动，以某固定速率向右行进。
▲图2-2绳波▲图2-1水波课图2-1(B)课图2-1(A)3. 波动的特性：(1) 波动带有振动、传递能量与动量，但不传递质量。
(2) 波的传递只有波形前进，介质仅在原处往返振动。
(3) 波在同一介质中具有一定的传播速率，其波形亦保持不变。
(4) 波由一介质进入另一介质，频率不会改变。
二波动的分类1. 依介质振动方向与波行进方向的关系分类：(1) 横波（又称高低波）：如图2-3。
波行进的方向与其介质振动的方向相互垂直者，如绳波、弹簧横波、光波等。
(2) 纵波（又称疏密波）：如图2-4。
波行进的方向与其介质振动的方向相互平行者，如声波、弹簧纵波等。
▲图2-3横波▲图2-4纵波课图2-2课图2-52. 依是否须靠介质传播分类：(1) 力学波：须靠介质传播的波动，又称为机械波，如水波、声波、弹簧波等。
(2) 电磁波：不须靠介质传播的波动，如光波、无线电波等。
范例1 波动的性质 相关题型：单元练习1. 下列有关波动性质的叙述，何者正确？(A)波能够传递动量 (B)波能够传递能量 (C)波能够传递介质的质量 (D)波必须靠介质才能传播 (E)在同一介质中传播的波，当频率加倍后，传播速度亦加倍。
解题关键 波动带有振动、传递能量与动量，但不传递质量；介质在原处往返振动。
幼儿园科学实验《水波纹》教案一、实验目的通过观察水波纹的现象，让幼儿了解水波的形成原理，培养他们的观察力和动手能力，激发幼儿对科学的兴趣。
二、实验材料1. 一盆清水2. 一张白色的卡纸3. 一个小容器三、实验步骤1. 让幼儿围坐在盆边，老师将卡纸轻轻放在盆水面上。
2. 老师用小容器往水面上滴一滴水，让幼儿观察水波纹的形成。
四、实验观察1. 当滴水的时候，幼儿们能看到水波纹从滴落点向四周扩散。
2. 水波纹的形状是圆形或者圆形的折叠线，且波纹的间距是均匀的。
五、实验记录让幼儿用笔和纸记录下实验的过程和观察到的现象，可以画图或者写文字描述。
六、实验总结1. 让幼儿自己总结观察到的现象，引导他们思考水波纹的形成原理。
可以提问“为什么水波纹是圆形的？”“为什么波纹会从滴落点向四周扩散？”2. 通过讨论和师生互动，引导幼儿理解水波纹形成的原理，可以简单介绍一些关于波的基本知识。
七、实验延伸1. 拓展实验：可以让幼儿用不同形状和大小的容器滴水，观察水波纹的不同形态。
2. 文化延伸：可以介绍一些与水波纹相关的文化知识，如中国传统书法中的水墨波纹。
八、实验安全注意事项1. 实验中要注意用水的量，以免溅湿衣物和地面。
2. 老师在操作时要小心，以免溅湿幼儿。
九、实验教学反思1. 实验内容是否符合幼儿的认知水平和兴趣爱好。
2. 实验的设计是否能够引发幼儿的思考和好奇心。
十、教学目标通过这个实验，幼儿能够了解水波的形成原理，培养他们的观察力和动手能力，激发他们对科学的兴趣。
十一、教学效果评价通过观察幼儿的实验记录和总结，以及实验后的讨论，能够初步评价实验的教学效果并对下一步的教学工作做出调整和完善。
十二、实验与课程融合此实验可以与幼儿园科学和语言等课程结合，让幼儿在实践中学习，提高课程的学习趣味性和学习效果。
十三、实验对幼儿的意义通过这个实验，可以培养幼儿的动手能力、观察力和思维能力，激发他们对科学的兴趣，为幼儿的综合素质培养打下基础。
