问题 问答题

物理--选修3-4

(1)如图1所示为某时刻从O点同时发出的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图,P点在甲波最大位移处,Q点在乙波最大位移处,下列说法中正确的是______:

A.两列波传播相同距离时,乙波所用的时间比甲波的短

B.P点比Q点先回到平衡位置

C.在P质点完成20次全振动的时间内Q质点可完成30次全振动

D.甲波和乙波在空间相遇处不会产生稳定的干涉图样

(2)如图2所示,MN是一条通过透明球体球心的直线.在真空中波长为λ0=564nm的单色细光束AB平行于MN射向球体,B为入射点,若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的

2
倍,且与MN所成的角α=30°.

(3)将光路补充完整,标明相应的入射角i和折射角r;

(4)求透明体的折射率.

答案

(1)A、两列简谐横波在同一介质中波速相同,传播相同距离所用时间相同.故A错误.

B、由图可知,两列波波长之比λ:λ=3:2,波速相同,由波速公式v=

λ
T
得到周期之比为T:T=3:2.Q点与P点都要经过
1
4
周期回到平衡位置.所以Q点比P点先回到平衡位置.故B错误.

C、两列波的频率之比为f:f=3:2,则在P质点完成20次全振动的时间内Q质点完成了30次全振动.故C正确.

D、两列波的频率不同,不能产生稳定的干涉图样.故D正确.

故选:CD

(2)连接OB、BC,在B点光线的入射角、折射角分别标为i、r,如图所示.

(3)在△OCP中:有

OC
sinα
=
OP
sin∠OCP

解得∠OCP=135°

进而可得:∠COP=15°

由折射率定义:在B点有:n=

sini
sinr

在C点有:n=

sin(180°-135°)
sin∠BCO

又∠BCO=r

所以,i=45°

又:∠BCO=180°-i-∠COP=120°故:r=30°

因此,透明体的折射率n=

sini
sinr
=
sin45°
sin30°
=
2

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