最后更新: 2024-01-08 19:27 ● 参与者查看: 163 次纠错分享本文参与项目

波的反射、折射和衍射

## 波的反射

当 水 波 遇 到 挡 板 时 会 发 生 反 射（reflection）。如果用一条射线代表水波的入射方向（入射线），用另一条射线代表水波的反射方向（反射线），我们发现水波的反射与初中学过的光的反射遵循同样的规律。
反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角
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## 波的折射

道光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，机械波会发生折射吗？理论和实验证明，一切波都会发生折射现象。一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射（refraction）

## 波的衍射

在水塘里，微风激起的水波遇到小石、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播。在波的前进方向上放一个
有孔的屏，可以看到波通过小孔而在屏的后面向各个方向传播。
波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射（diffraction）。波在什么条件下能够发生明显的衍射现象

在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况（图 3.3-3 甲）。
保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化（图 3.3-3 乙）。
![图片](/uploads/2024-01/image_20240108bda88a9.png)

通过实验可以看到, 在狭缝宽度比波长大得多的情况下，波的传播如同光沿直线传播一样，在挡板后面产生 “阴影区”, 如图 3.3-3 甲所示; 在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小的情况下, 发生明显的衍射现象,水波可以绕到挡板后面继续传播，如图 3.3-3乙所示。

保持狭缝的宽度不变, 改变水波的波长, 观察波的传播情况有什么变化。图 3.3-4 是实验时拍摄的照片, 在甲、乙、丙三幅照片中, 波长分别是狭缝宽度的 $\frac{7}{10} 、 \frac{5}{10} 、 \frac{3}{10}$ 。对比这三张照片会再次看到, 波长与狭缝宽度相差不多时,有明显的衍射现象, 随着波长的减小, 衍射现象变得不明显。可以推测, 当波长与狭缝宽度相比非常小时, 水波将沿直线传播，观察不到衍射现象。
实验表明，只有缝、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。不只是水波，声波也能发生衍射。“闻其声而不见其人”，这是司空见惯的现象。通常的声波，波长在1.7 cm ~ 17 m之间，跟一般障碍物的尺寸相当，所以声波能绕过一般的障碍物，使我们能听到障碍物另一侧的声音。
一切波都能发生衍射。衍射是波特有的现象

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