- 波的衍射
- 共168题
人类耳朵能听到的声波频率为20 Hz—20 000 Hz,频率低于20 Hz的声波叫次声波,高于20 000 Hz的声波称为超声波.次声波有很强的穿透力,它会与人体肌肉、内脏器官固有的振动频率发生共振,产生较大的振幅和能量,从而造成人体结构的巨大破坏甚至死亡.美国专家研制出一种次声波炸弹,专门对付抢劫犯,只要控制好次声的强度,就能在几秒钟之内,使人昏迷又不至于丧命,它是对付劫持人质的劫机犯的最佳武器.请根据以上材料回答以下问题:
(1)人耳能听到的声波波长的范围是什么?
(2)假设人体单位面积上接收到能量为e的次声波就会造成死亡,今有一颗爆炸能量为E(转化为次声波的效率为η)在人的正上方h处爆炸,h要多高,此人才是安全的?
正确答案
(1)1.7×10-2 m—17 m
(2)h>
(1)声音在空气中的传播速度为340 m/s,人类耳朵能听到的声波频率为20 Hz—20 000 Hz,由v=λf得λ=可算得波长
λ1= m="17" m,λ2=
m=1.7×10-2 m,
故人耳能听到的声波波长范围为1.7×10-2 m—17 m.
(2)在高度为h,单位面积上人接收到的能量为,若e>
时人是安全的,此时h>
.
我们绕发声的音叉走一圈会听到时强时弱的声音,这是声波的______现象;如图是不同频率的水波通过相同的小孔所能达到区域的示意图,则其中水波的频率最大的是______图.
正确答案
音叉的两个叉发出的声音频率是相同的,在空气中相遇时发生干涉现象,在振动加强的区域听到的声音强,在振动减弱的区域听到的声音弱;
发生明显衍射现象的条件是波长比障碍物大或相差不多,波长越长,衍射现象越明显,由图知C的波长最短,因此频率最大.
答案为;干涉,C
如图中s1和s2是两个相干波源,以s1和s2为圆心的两组同心圆弧分别表示在同一时刻两列波的波峰和波谷,实线表示波峰,虚线表示波谷,a、b、c三点中,振动加强的点是______,振动减弱的点是______,再过周期,振动加强的点是______,振动减弱的点是______. c点的速度方向是______(填正或负方向,令向波峰运动为正方向)
正确答案
由图可知:a点是波峰与波谷相遇点,而b点是波谷与波谷相遇点,c点是波峰与波峰相遇点.由于当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强,当波峰与波谷相遇时振动减弱,所以振动加强点是b与c,振动减弱点是 a;
若再过周期,b、c质点处振动方向仍相同,所以仍是振动加强点,都处于平衡位置,位移为零.而a点是振动方向相反,则是振动减弱点,位移为零;对于c 点的速度方向,由于是在平衡位置且向负方向振动,所以速度方向是负方向.
故答案为:bc、a、bc、a、负方向.
图为声波干涉演示仪的原理图.两个U形管A和B套在一起,A管两侧各有一小孔.声波从左侧小孔传入管内,被分成两列频率______的波.当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时,若两列波传播的路程相差半个波长,则此处声波的振幅______;若传播的路程相差一个波长,则此处声波的振幅______.
正确答案
声波的为纵波,但其干涉原理与横波叠加时相同.
若两列波传播的路程相差半个波长,则密部与疏部叠加(类似于横波的波峰与波谷叠加),则此处振幅最小,为0
若传播的路程相差一个波长,则密部与密部叠加,或疏部与疏部叠加(类似于横波的波峰与波峰、波谷与波谷叠加),则此处声波的振幅最强,为原来2倍
故答案为:相同,为零,为原来振幅的2倍
波绕过______的现象,叫做波的衍射,发生明显衍射的条件是:______.
正确答案
波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象叫做波的衍射.
衍射现象是波的特有现象,一切波都会发生衍射现象.
发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大.
故答案为:障碍物继续传播,孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大.
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