Question

（1）下列說(shuō)法正確的是______
A．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是縱波
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
C．光導(dǎo)纖維傳播光信號(hào)利用了光的全反射原理
D．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光從紅光改為紫光，則相鄰亮條紋間距一定變大
（2）如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，波的傳播速度v=2m/s，試回答下列問(wèn)題：
①x=4m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式y(tǒng)=______cm；
②x=5m處質(zhì)點(diǎn)在0～4.5s內(nèi)通過(guò)的路程s=______cm．
（3）如圖所示，直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面，∠A=30°．一束單色光從空氣射向BC上的E點(diǎn)，并偏折到AB上的F點(diǎn)，光線EF平行于底邊AC．已知入射方向與BC的夾角為θ=30°．試通過(guò)計(jì)算判斷光在F點(diǎn)能否發(fā)生全反射．

Answer 1

【答案】分析：（1）光的偏振是指光只在某方向上振動(dòng)，偏振說(shuō)明是橫波；而全息照片則是利用光的干涉來(lái)制成的；光導(dǎo)纖維是利用光的全反射來(lái)傳遞信息的；在雙縫干涉中，當(dāng)光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)時(shí)，條紋間距越寬．
（2）由圖線可知道波長(zhǎng)，振幅，由傳播速度利用波速、波長(zhǎng)及頻率的關(guān)系可求出頻率，從而得出周期，也可能求出角速度．再由波形圖可確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式．而質(zhì)點(diǎn)不隨著波遷移，它始終在平衡位置附近來(lái)回做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，所以在一定時(shí)間內(nèi)可求出路程．
（3）由圖可確定入射角與折射角，根據(jù)折射定律可求出折射率大小，當(dāng)光在F點(diǎn)，算出入射角，與臨界角相比較來(lái)確定能否發(fā)生全反射．
解答：解：
（1）光的偏振說(shuō)明光是橫波，而利用光的干涉來(lái)制成全息照片，光導(dǎo)纖維由光的全反射來(lái)傳遞信息，當(dāng)光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)時(shí)，雙縫干涉的條紋間距越寬．
故選：BC
（2）從圖象可知，波長(zhǎng)為4m，而波速為v=2m/s，所以周期為2s，則角速度為π/s．由波形圖傳播方向可知，x=4m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，因此y=-5sinπtcm．
由于周期為2s，在4.5 s內(nèi)正好完成個(gè)周期，所以路程為．
故答案為：①y=-5sinπt；②45．
（3）光線在BC界面的入射角θ₁=60、折射角θ₂=30
根據(jù)折射定律得
由幾何關(guān)系知，光線在AB界面的入射角為θ₃=60
而棱鏡對(duì)空氣的臨界角C的正弦值   
則在AB界面的入射角θ₃＞C
所以光線在F點(diǎn)將發(fā)生全反射．
點(diǎn)評(píng)：在波的傳播過(guò)程中，根據(jù)逆向描波來(lái)確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系．逆向描波法是逆著波的傳播方向描波，當(dāng)筆的走向向下時(shí)，則質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)；當(dāng)筆的走向向上時(shí)，則質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)．相反當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向來(lái)確定波的傳播方向時(shí)，當(dāng)筆的運(yùn)行方向就是波的傳播的反方向．同時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近來(lái)回做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，而波在均勻介質(zhì)中做勻速運(yùn)動(dòng)．
由折射定律結(jié)合幾何關(guān)系可確定能否發(fā)生光的全反射．注意是光必須是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)．