Question

[物理-物理3-4]
（1）如图1所示为某一简谐横波在某时刻的波形图，已知该机械波传播的速度为2m/s，此时质点a振动方向沿y轴正方向．则质点a的振动周期是

 

s，从此时刻开始质点b第一次到达波谷需要的时间是

 

s．

（2）如图2所示，△ABC为折射率n=

2

的等腰直角三棱镜的横截面，∠C=90°，一束激光a平行于AB边射入棱镜，经一次折射后到达BC边．试通过计算说明激光能否从BC边射出？

Answer 1

分析：（1）根据波形图得到波长，根据公式T=

λ

v

求解周期；x=4m的质点b第一次到达波谷需要的时间等于其左侧第一个波谷传到b点的时间．
（2）根据公式sinC=

1

n

求解出全反射临界角，然后判断激光能否从BC边射出．

解答：解：（1）根据波形图得到波长λ=4m，该机械波传播的速度为2m/s，故周期为T=

λ

v

=

4m

2m/s

=2s；
x=4m的质点b第一次到达波谷需要的时间等于其左侧第一个波谷传到b点的时间，为：
t=

x-2

v

=

4-2

2

s=1s
（2）画出光路图，如图所示：

根据折射定律，有：n=

sin45°

sinα

由于n=

2

，所以激光在AC边发生折射的折射角为α=30°
根据几何关系有β+α=90°，故β=60°
发生全发射的临界角C，根据折射定律，有：
n=

1

sinC

解得：C=45°
由于β＞C，故激光不会从BC边射出，发生全反射；
故答案为：（1）2，1；（2）激光不能从BC边射出．

点评：本题关键明确波形平移与质点振动的关系，波形匀速平移，质点在做简谐运动．