Question

[物理--選修3-4]
（1）如圖1所示，一束復(fù)色光由真空射向半圓形玻璃磚的圓心，經(jīng)玻璃磚后分為兩束單色光a、b，則

 

A．玻璃中a光波長(zhǎng)于大于b光波長(zhǎng)
B．玻璃中a光折射率大于b光折射率
C．逐漸增大入射角i，a光比b光先發(fā)生全反射
D．利用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，a光產(chǎn)生的干涉條紋間距比b光大
（2）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x方向傳播，如圖2所示，其中實(shí)線和虛線分別為t=0和t=0.5s兩時(shí)刻波形圖，坐標(biāo)為x=8m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，
①判斷這列波的傳播方向；
②如果T＞0.5s，求波速；
③如果T＜0.5s，求波速的所有可能值．

Answer 1

分析：（1）由偏折程度可判斷出玻璃中兩光束折射率的大小，偏折角越大，折射率越大，頻率越大，波長(zhǎng)越小，臨界角越小，越容易產(chǎn)生全反射．干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比．
（2）①由題，x=8m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，根據(jù)波形的平移法判斷波的傳播方向．②如果T＞0.5s，波傳播的距離小于波長(zhǎng)，得到波傳播的距離x，由v=

x

t

求出波速．③如果T＜0.5s，波傳播的距離大于波長(zhǎng)，根據(jù)波形的平移法和周期性，得到波傳播的距離x，由v=

x

t

求出波速．

解答：解：（1）A、B由光路圖看出，b光的偏折角大于a光的偏折角，則玻璃中b光折射率大于a光折射率，b光的波長(zhǎng)小于a光的波長(zhǎng)，故AB均錯(cuò)誤．
C、由sinC=

1

n

得知，b光的臨界角小于a光的臨界角，則逐漸增大入射角i，b光比a光先發(fā)生全反射．故C錯(cuò)誤．
D、b光的波長(zhǎng)小于a光的波長(zhǎng)，而干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比，故a光產(chǎn)生的干涉條紋間距比b光大．故D正確．
故選D
（2）①由題，x=8m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，根據(jù)波形的平移法得知，該波的傳播方向向右．
②如果T＞0.5s，波傳播的距離x=

1

4

λ=

1

4

×8m=2m，波速v=

x

t

=

2

0.5

m/s=4m/s．
③果T＜0.5s，波傳播的距離x=（n+

1

4

）λ，（n=1，2，…），
得波速v=

x

t

=

(n+ 1 4 )λ

t

=（16n+4）m/s，（n=1，2，…）．
答：（1）D；（1）①該波的傳播方向向右．②如果T＞0.5s，波速為4m/s．③果T＜0.5s，波速為（16n+4）m/s，（n=1，2，…）．

點(diǎn)評(píng)：第1題中關(guān)鍵根據(jù)偏折角的大小，確定折射率的大小，抓住偏折角越大，折射率越大．第2題根據(jù)波形的平移法，抓住波的周期性得到波傳播距離與波長(zhǎng)的關(guān)系通項(xiàng)，即可求出波速的通項(xiàng)，是多解問(wèn)題．