题目内容

【题目】[物理--选修3-4]
(1)如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0,﹣2).两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示.两列波的波速均为1.00m/s.两列波从波源传播到点A(8,﹣2)的路程差为m,两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互(填“加强”或“减弱”),点C(0,0.5)处质点的振动相互(填“加强”或“减弱”).

(2)如图,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜.有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射).求该玻璃的折射率.

【答案】
(1)2;减弱;加强
(2)

由题意,结合光路的对称性与光路可逆可知,与入射光相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行,所以从半球面射入的光线经折射后,将在圆柱体底面中心C点反射,如图:

设光线在半球处的入射角为i,折射光线的折射角为r,则:

sini=nsinr…①

由正弦定理得: …②

由几何关系可知,入射点的法线与OC之间的夹角也等于i,该光线与OC之间的距离:L=0.6R

则:sini= …③

由②③得:sinr=

由①③④得:n= ≈1.43

答:该玻璃的折射率为1.43.


【解析】(1)解:由图可知,路程差为△S1= ﹣8=2m;
两列波的波速均为1.00m/s.由图可得T=2s,所以波长为λ=vT=1×2=2m,两列波从波源传播到点B(4,1)处的路程差为△S2= =0,为波长的整数倍,又因为两波源起振方向相反,所以振动减弱;
两列波从波源传播到点C(0,0.5)处的路程差为△S3=3.5﹣2.5=1m,为半波长,又因为两波源起振方向相反,所以振动加强.
所以答案是:2;减弱;加强.
【考点精析】认真审题,首先需要了解波的干涉和衍射(干涉时,振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的,加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和,减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差),还要掌握光的折射(光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射)的相关知识才是答题的关键.

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