物理專家過來解釋一下波的衍射

時間 2021-06-30 17:33:39

1樓:匿名使用者

衍射的英文單詞是diffraction,它可以翻譯為衍射,或繞射。波在傳播過程中,遇到障礙物時其傳播方向發生改變,繞過障礙物的邊緣繼續傳播的現象。這就算是衍射。

理解成繞射其實更容易理解點。

像圖上所示,紅色箭頭代表波的傳播方向,波的傳播方向本來是水平向前的,通過小孔後,中間的波繼續水平往前傳播,但是,在邊緣處的波的傳播方向不再是水平向前,而是分別偏向上下兩個方向。波的傳播方向是垂直於波振面的,新的波振面在小孔邊沿處彎曲了。小孔越接近波長,或者更小,邊沿處的波振面彎曲的越厲害,即波的傳播方向變化越大,可以解讀為衍射現象更明顯。

說的不是很好,希望能加深點你的理解。惠更斯原理就不說了,維基百科上的解釋可能更詳細些吧。你可以自己看下。

2樓:劉廣怡

其實很多物理原理看似複雜,但都是可以直觀想象出來的

以水面波為例子。石子投入水中會產生水波,那無非是投入時所影響到的一小片水域上下振動所導致的。

所以我們知道:一個小面源的上下震動在介質上以波的形式傳播出去了。

設投入石塊的時刻為0時刻,那麼考慮在t時刻水波的最外圈,此時如果你把整個這個圓周分成很多小面元的話,不是每個都在上下震動嗎,那就都是波源了,那麼我們就有理由猜測,在t1(t1>t)時刻,那個震動的水面上的任意小面元x就是在t時刻以所有面元為波源傳遞出去的水波在x位置的疊加。

此時如果你在水面上設定一個障礙物,只留下一個小孔讓波傳出去,那麼根據剛才我們的設想,在小孔處的震動就是一個波源,它應該是會形成一個新的波傳遞出去,而且這個小孔的大小應該能夠使得此處恰好可以近似成一個點波源,從而避免多點波源在此後傳播路徑上的疊加,而滿足這樣一個條件的小孔,其大小就是波長的某個函式。

至於說光,從波的特性上來講,和以上是異曲同工的了

以上是泛泛的理論猜想,不具有嚴密性,但可以幫助理解理論提出到建立的過程,從而更好的把握理論本身

3樓:匿名使用者

呵呵,沒什麼理由。惠更斯-菲涅爾原理,內容就不說了,它的正確性其實完全依賴於理論和實踐的在結果上的統一,根本沒法證明。其實這個原理不是定性描述波的傳播規律的。

它可以進行定量計算。惠更斯只給出了定性描述,沒錯!但是菲涅爾在給出關於方位角的概念並引入傾斜因子後,給出了一個「菲涅爾衍射積分公式」。

可以積任意點處的復振幅。也就是說該公式給出了定量計算次波源傳波的規律。能夠對所有的波動類光學問題給出理論解。

關於該積分公式,2023年,基爾霍夫做了修正,指出菲涅爾的假設基本正確,但是公式中對傾斜因子的數值給的不正確。經修正的衍射積分公式就是現在我們計算所有波動類問題的理論基礎。

我說過,這些原理的正確性完全依賴於實踐檢驗。實驗結果在理論中給出正確的解。這就夠了。

至於什麼縫寬大於1000倍波長,衍射不明顯。小於1倍波長,向散射過渡…還有傳播方向為什麼變…都是理論的自然解,總結成結論只是便於應用,至於為什麼,解菲涅爾積分公式解出來的。而且實踐檢驗過,是對的。

就是這個解釋!

理論就是這樣,就是一些人為的假設加上邏輯推導。像現代物理學的基礎-量子力學-就是在五個空洞的假設上建立的。為什麼是這樣的?

能夠解釋實驗現象,所以是對的。能夠對未發現的現象給出**,所以是優秀的。這就是真正的科學,沒有更多的話。

至於該如何理解衍射規律,相信你也應該明白了。只能試圖接受並理解事實,因為實驗事實是不會變的。怎麼辦,回去接受原理唄。(如果你不能對實驗給出更好的解釋的話)

4樓:牛頓在中國

給你舉個簡單的例子,當門只有一個小縫的時候,你擠過門去(假如可以過去)了,你就很可能往旁邊倒,還可能摔一跤。 也許跟這裡的物理現象無關,但是我們可以這麼去想象。

5樓:匿名使用者

惠更斯原理解釋衍射不大合適。

其實點光源的限度應該跟光的波長差不多,如果縫的線度跟波長差不多,或者比波長還小,自然就可以看成是另一個新的波源,過大的話那隻能是多個波源,波的分佈那就是疊加,而不是衍射。

根據惠更斯原理,波前上的每一點都可以看成是新的波源,那麼就很好解釋波的傳播方向會改變了。

6樓:

其實很簡單,當縫的寬度與波長相似時,會在縫內形成一個新的球面波,相當於一個新的波源,這會發生衍**,懂了沒?不懂再問我,一定給你講清楚

7樓:

不求分了,打字太長也解釋不清。

給你個思路:光的波 粒二相性

光波說白了就是 許多光子在向前行進,衍射現象是因為 光的粒子性所造成的。

8樓:友友圈圈現場

首先是有介質波 比如聲波 考慮機械波的情況 由於上一點在平衡位置往復震動,帶動下一點跟隨其做同樣運動, 聲波在介質中則是一個質點帶動周圍的震動,這樣單獨觀察每個質點,不是都可以視作波源了麼, 其實波的研究目前還是根據直觀實驗和經驗總結的多,比如現在進入量子力學時代, 但凡物質都具有波粒二相性,特別對於光的研究,在衍射,干涉實驗中是體現波動性,在能量輻射方面體現粒子性, 這些都是實驗總結出來的直觀定律,物理學中有很多這種定律是難以進一步解釋原因的,就像問為什麼光速是30萬公里每小時一樣

9樓:風度與精神

惠更斯對衍射現象進行了解釋。現在介紹下惠更斯-菲涅爾原理。

惠更斯提出,媒質上波陣面上的各點,都可以看成是發射子波的波源,其後任意時刻這些子波的包跡,就是該時刻新的波陣面。惠更斯-菲涅爾原理能定性地描述衍射現象中光的傳播問題。 菲涅爾充實了惠更斯原理,他提出波前上每個面元都可視為子波的波源,在空間某點p的振動是所有這些子波在該點產生的相干振動的疊加,稱為惠更斯-菲涅爾原理。

根據這個原理就可以解釋為什麼波會發生衍**。

參考資料

10樓:

建議你好好看看大學物理,可以參考水波和光波

求30個生活中的物理現象,加原因,就是用物理知識解釋一下.

11樓:匿名使用者

力學 1.切菜磨刀後切得快,即相同壓力受力面積越小壓強越大。

2.燒水氣泡上升越來越大,即隨深度減少水的壓強減小。

3.餃子煮熟了會浮到水面,密度變小,體積變大,浮力變大。

4.揉麵會疲勞,力的作用是相互的。

5.剪子把越長件東西越輕鬆,槓桿原理。

熱學 1.磨刀刀變熱,即摩擦生熱。

2.相同火力,壓力鍋可以將水加熱到一百攝氏度以上普通鍋卻不能,即,水的沸點隨壓強增大而增大。(通常我們所說的水的沸點是指一標準大氣壓下的沸點)。

3.用蠟燭不能加熱水,用煤氣卻可以,即加熱功率大於散熱功率時方可加熱。

4.冬季煮湯窗戶會出現白色的霧氣,即熱空氣遇冷玻璃液化為小水滴。

5.煮湯時水不斷變少油卻留了下來,即油的沸點高於水。

6.微波爐加熱雞蛋蛋黃先熟,即微波使內部分子碰撞。

電學 1.電磁爐可以加熱食物,動磁場產生電場。

2.電飯鍋可以設定各種程式,即功率不同單位時間產生熱量不同。

3.老式電磁爐多必須採用鋁鍋,即電磁的良導體。

4.煤氣洩漏後不要點燈,防止開關閉合產生電火花引**災。

5.不要用溼手拔**銷,水(純水除外)是電的良導體。

生活中的

1.晾衣服保持通風,加速蒸發。

2.吹肥皂泡五顏六色,光的折射。

3.湖水倒映著美麗的白帆,光的反射。

4.夏天吃雪糕周圍有白煙,液化。

5.熱的湯不能喝水卻能喝,沸點不同。

6.油炸食品水分含量低,密度不同。

7.氫氣球飛上天,浮力大於重力。

8.放二踢腳大地振動,聲音靠波傳播。

9.夏天管子出汗,液化。

10.電線採用銅芯,銅是僅次於銀的電的良導體。

11.電池不會電傷人,電壓每節1.5v遠小於安全電壓36v。

12.針管可以刺入**,木棒卻很難,壓強不同。

13.自行車換帶,增大摩擦力。

14.自行車車燈,摩擦生電。

15.風力發電,機械能轉化為電能。

16.磁懸浮列車高速執行,低摩擦力。

17.蹺蹺板,槓桿原理。

18.筷子,槓桿原理。

19.滑冰,減少接觸面積,減小摩擦力。

20.擦汗,毛細現象。

21.魚缸抽水,虹吸現象。

22.指甲刀,鉗子,瓶起子,撬棒,槓桿原理。

23.星星閃爍,筷子「折了」,哈哈鏡,放大鏡,老花鏡,近視鏡,光的折射。

24.鏡面反射,黑板反光,月亮「發光」,雪後天亮,夏雨過後夜間亮者為水暗者為陸,光的反射。

25.急剎車後滑行,急剎車後乘客摔倒,急剎車後人向前衝氫氣球后衝,急剎車後車重滑行遠,慣性。

26.黑夜車燈形成光柱,光沿直線傳播。車燈不形成光柱,光的折射。夜間車內不開燈車外開燈,司機能看見路人路人看不見司機,光的反射。

27.冰面汽車打滑,好的輪胎抓地性強,滾動摩擦代替滑動摩擦,自行車前後輪轉向相同摩擦力反向,剎車皮需若干年更換,摩擦力。

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認真回答,請採納,謝謝

12樓:匿名使用者

1、戴著眼鏡,從溫度較冷的室外到溫暖的室內,眼鏡商會蒙上白霧,是氣體的液化現象。

2、水燒開了,壺蓋會被頂起來,是氣體對壺蓋做功。

3、坐在快速行駛的車上,在轉彎的時候,會感覺向外甩,這是離心現象。

4、長期堆煤的牆角會發黑,這是固體分子的擴散現象。

5、鑽木可以生火,這是做功改變內能。

6、靠在暖氣旁邊會感到暖和,這是熱傳遞。

7、指甲剪、剪刀、鑷子的工作原理,是槓桿。

8、坐海盜船,有失重現象。

9、白熾燈永久了燈泡壁上會有一層黑色,是鎢絲的昇華。

10、使用爐灶燒水或炒菜,要使鍋底放在火苗的外焰,不要讓鍋底壓住火頭,可使鍋的溫度升高快,是因為火苗的外焰溫度高。

11 鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料製成,是因為木料是熱的不良導體,以便在烹任過程中不燙手。

12、爐灶上方安裝排風扇,是為了加快空氣對流,使廚房油煙及時排出去,避免汙染空間。

13、滾燙的砂鍋放在溼地上易破裂。這是因為砂鍋是熱的不良導體,燙砂鍋放在溼地上時,砂鍋外壁迅速放熱收縮而內壁溫度降低慢,砂鍋內外收縮不均勻,故易破裂。

14、往保溫瓶灌開水時,不灌滿能更好地保溫。因為未灌滿時,瓶口有一層空氣,是熱的不良導體,能更好地防止熱量散失。

15、冬季從保溫瓶裡倒出一些開水,蓋緊瓶塞時,常會看到瓶塞馬上跳一下。這是因為隨著開水倒出,進入一些冷空氣,瓶塞塞緊後,進入的冷空氣受熱很快膨脹,壓強增大,從而推開瓶塞。

16、冬季剛出鍋的熱湯,看到湯麵沒有熱氣,好像湯不燙,但喝起來卻很燙,是因為湯麵上有一層油阻礙了湯內熱量散失(水分蒸發)。

17、冬天或氣溫很低時,往玻璃杯中倒入沸水,應當先用少量的沸水預熱一下杯子,以防止玻璃杯內外溫差過大,內壁熱膨脹受到外壁阻礙產生力,致使杯破裂。

18、煮熟後滾燙的雞蛋放入冷水中浸一會兒,容易剝殼。因為滾燙的雞蛋殼與蛋白遇冷會收縮,但它們收縮的程度不一樣,從而使兩者脫離。

1、液化氣是在常溫下用壓縮體積的方法使氣體液化再裝入鋼罐中的;使用時,通過減壓閥,液化氣的壓強降低,由液態變為氣態,進入灶中燃燒。

19、用焊錫的鐵壺燒水,壺燒不壞,若不裝水,把它放在火上一會兒就燒壞了。這是因為水的沸點在1標準大氣壓下是100℃,錫的熔點是232℃,裝水燒時,只要水不幹,壺的溫度不會明顯超過100℃,達不到錫的熔點,更達不到鐵的熔點,故壺燒不壞。若不裝水在火上燒,不一會兒壺的溫度就會達到錫的熔點,焊錫熔化,壺就燒壞了。

20、燒水或煮食物時,噴出的水蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴重。因為水蒸氣變成同溫度的熱水、熱湯時要放出大量的熱量(液化熱)。

21、用砂鍋煮食物,食物煮好後,讓砂鍋離**爐,食物將在鍋內繼續沸騰一會兒。這是因為砂鍋離**爐時,砂鍋底的溫度高於100℃,而鍋內食物為100℃,離**爐後,鍋內食物能從鍋底吸收熱量,繼續沸騰,直到鍋底的溫度降為100℃為止。

22、用高壓鍋煮食物熟得快些。主要是增大了鍋內氣壓,提高了水的沸點,即提高了煮食物的溫度。

23、自行車外胎為什麼要有凸凹不平的花紋

摩擦力的大小跟兩個因素有關:壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大,摩擦力越大;接觸面越粗糙,摩擦力越大。

自行車外胎有凸凹不平的花紋,這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度,來增大摩擦力的,其目的是為了防止自行車打滑。

24、自行車為什麼能前進?

當我們騎在自行車上時,由於人和自行車對地面有壓力,輪胎和地面之間不光滑,因此自行車與路面之間有摩擦,不過,要問自行車為何能前進?這還是依靠後輪與地面之間的摩擦而產生的,這個摩擦力的方向是向前的。

25、自行車上的槓桿、輪軸知識。

控制前輪轉向的槓桿:自行車的車把,是省力槓桿,人們用很小的力就能轉動自行車前輪,來控制自行車的運動方向和自行車的平衡。

控制剎車閘的槓桿:車把上的閘把是省力槓桿,人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。

26、自行車上的紅色尾燈,不能自行發光,但是到了晚上卻可以提醒司機注意,因為自行車的尾燈是由很多蜂窩狀的「小室」構成的,而每一個「小室」是由三個約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時,當後面汽車的燈光射到自行車尾燈上,就會產生反射光,由於紅色醒目,就可以引起司機的注意。

27、車的前軸、中軸及後軸均採用滾動以減小摩擦。為更進一步減小摩擦,人們常在這些部位加潤滑劑。

28、車的坐墊下安有許多根彈簧,利用它的緩衝作用以減小震動。

29、自行車制動系統中的車閘把與連桿是一個省力槓桿,可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離,還使用了輪軸:腳蹬板與鏈輪牙盤;後輪與飛輪及龍頭與轉軸等。

30、快速行駛的自行車,如果突然把前輪剎住,後輪為什麼會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動,但車上的人和後輪沒有受到阻力,根據慣性定律,人和後輪要保持繼續向前的運動狀態,所以後輪會跳起來。 切記下坡或高速行駛時,不能單獨用自行車的前閘剎車,否則會出現翻車事故!

累啊............

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