问题 问答题

[物理--选修3-4]

(1)下列关于振动和波的说法正确的是______.

A.在空间某处只要有振动发生,周围空间一定会形成机械波

B.声源振动频率越高,在同种介质中形成的声波的波长就越短

C.机械波、电磁波和光波都适用公式v=λf(v波速,λ波长,f频率)

D.声波和光波的波速只与介质有关,而跟频率、强度均无关

E.机械波、电磁波和光波都会产生干涉、衍射和折射现象

(2)如图,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角.一细束光线沿此截面所在平面且平行于BC边的方向射到AB边上的M点,M、A间距为l.光进入棱镜后直接射到AC边上,并刚好能发生全反射.试求:

(Ⅰ)该棱镜材料的折射率n=?

(Ⅱ)光从AB边到AC边的传播时间t=?(已知真空中的光速为c.)

答案

(1)A、在空间某处只有振动发生,而没有介质那么周围空间也不会形成机械波,故A错误;

B、根据公式v=λf,则λ=

v
f
,同种介质中声音的波速相同,则频率越高波长越短,故B正确;

C、波速、波长和频率的关系式v=λf,适用于一切波.故C正确;

D、声波属于机械波,其波速只与介质有关,而光波的波速除了与介质有关,还与频率由关,故D错误;

E、干涉衍射是波所特有的现象,声波和光波都可以发生干涉和衍射.故E正确.

故选:BCE.

(2)设光从AB边射入时折射角为α,射到AC面上N点时入射角为β,光路如图:

(i)根据折射定律:

n=

sin45°
sinα
得:sinα=
sin45°
n

光在AC边上恰好发生全反射:

sinβ=

1
n

又由几何关系:α+β=90°

则sin2α+sin2β=1③

将①②代入③解得:n=

6
2

(ii)由图中几何关系可得M、N间距:

x=

l
sinα

由①可得:sinα=

3
3

用v表示光在棱镜内传播的速度:

v=

c
n

光从AB边到AC边的传播时间:

t=

x
v

解得:t=

3
2
l
2c

答:(Ⅰ)该棱镜材料的折射率n=

6
2

(Ⅱ)光从AB边到AC边的传播时间t=

3
2
l
2c

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