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古诗鉴赏 很多年以前，笔者在讲授《光的衍射》这节课的时候，给学生们吟诵了唐代诗人王维的一首题为《鹿寨》的小诗，在浓浓的诗情画意中，十分自然地提出了“为什么看不见人但是能听到人的声音”的问题，对“树叶为什么能遮挡住光而遮挡不住声音”的问题进行了探讨。 鹿 柴 唐·王维 空山不见人，但闻人语响。 返景入深林，复照青苔上。 白话译文 幽静的山谷里看不见人，只听到人说话的声音。落日余光映入了深林，又照在幽暗处的青苔上。 科学解释 声音和光都是波动，都能发生衍射现象，绕过障碍物继续向前传播。但是如果波要发生明显的衍射，需要波的波长比障碍物尺寸大，或者与障碍物的尺寸相比拟。当波的波长远远小于障碍物的尺寸时，表现为直线传播。 小孔宽度对波的衍射的影响 荷兰物理学家惠更斯于1690年提出了一条关于波的传播的重要原理，即惠更斯原理，可以介绍波衍射的原理。 从波源发出的波经过同一传播时间到达的各点所组成的面，叫做波面；波面上的各点可以看做是新的波源，叫做子波源．从这些子波源发出的子波所形成的包面，就是下一时刻的新的波面。 惠更斯原理对衍射现象的解释 根据惠更斯原理很容易说明水波通过障碍物的缝时的衍射现象。从图中可以看出，直线形的波通过缝后，除与缝的宽度相等部分的波面仍为直线外，在缝的边缘处，波面的相当大的一部分发生了弯曲，传播到了障碍物的后面，这就是衍射现象。 当缝的大小（或障碍物的大小）跟波长相差不多时就发生明显的衍射现象；如果缝很宽，其宽度远大于波长，则波通过缝后基本上是沿直线传播的，衍射现象就很不明显了。 我们都知道，可闻声波的波长在1.7厘米至17米之间，可见光的波长在780纳米至400纳米之间，对比森林中常见的树叶的大小不难看出，声波更容易满足发生明显衍射的条件，因此声波更容易绕过树叶的阻挡向外传播。 诗句“空山不见人，但闻人语响”十分恰当地描述了在森林中可闻声波的衍射能力比可见光的衍射能力强的现象。 |
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