Question

（物理-選修3-4）
（1）圖1中所示是用光學(xué)的方法來檢查一物體表面光滑程度的裝置，其中A為標(biāo)準(zhǔn)平板，B為被檢查其表面光滑程度的物體，C為單色入射光．如要說明能檢查平面光滑程度的道理，則需要用到下列哪些光學(xué)概念？
A．反射和干涉    B．全反射和干涉  C．反射和衍射    D．全反射和衍射
（2）在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波，波向右傳播，在0.1s時(shí)刻剛好傳到B點(diǎn)，波形如圖2中實(shí)線所示，且再經(jīng)過0.6s，P點(diǎn)也開始起振，求：①該列波的周期T；
②從t=0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止，O點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移y₀及其所經(jīng)過的路程s₀各為多少？
③若該列波的傳播速度大小為20m/s，且波形中由實(shí)線變成虛線需要經(jīng)歷0.525s時(shí)間，則該列波的傳播方向如何？

Answer 1

分析：根據(jù)常見的光現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：反射，干涉、衍射、偏振、全反射等，分析作出選擇．由B到P點(diǎn)傳播時(shí)間和距離求出波速，再由波速公式可求出周期．由P點(diǎn)到左邊最近的波峰距離求出：從t=0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰的時(shí)間，結(jié)合O點(diǎn)的振動(dòng)方向，可分析出O點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移y₀及其所經(jīng)過的路程s₀．根據(jù)波傳播的距離確定波的傳播方向．

解答：解：（1）利用A為標(biāo)準(zhǔn)平板的下表面與B為被檢查其上表面進(jìn)行光的反射，從而出現(xiàn)光的干涉現(xiàn)象．由此可以能檢查平面光滑程度．故選：A
（2）①由圖象可知，λ=2 m，
波速v=

x

△t1

=

6

0.6

m/s=10m/s由v=

λ

T

，得T=

λ

v

=0.2s
②△t=△s/v=7.5/10=0.75s．P點(diǎn)到達(dá)波峰的時(shí)刻為△t+0.1=0.85s
由題意可知t=0時(shí)刻波剛好傳到O點(diǎn)，起振方向向下，即O點(diǎn)振動(dòng)了t=0.85s
t=4T+T/4．所以y₀=-2cm，路程s₀=34cm
③當(dāng)波速v=20 m/s時(shí)，經(jīng)歷0.525 s時(shí)間，波沿x軸方向傳播的距離
x=vt=10.5m，即x=(5+

1

4

)λ，實(shí)線波形變?yōu)樘摼�波形經(jīng)歷了(5+

1

4

)T，
故波沿x軸負(fù)方向傳播．
答：故選：A
①該列波的周期0.2s；
②從t=0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止，O點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移y₀=-2cm，及其所經(jīng)過的s₀=34cm．
③若該列波的傳播速度大小為20m/s，且波形中由實(shí)線變成虛線需要經(jīng)歷0.525s時(shí)間，則該列波沿x軸負(fù)方向傳播．

點(diǎn)評(píng)：本題求P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰的時(shí)間采用的是波形平移法：求出離P點(diǎn)最近的波峰狀態(tài)傳到P點(diǎn)的時(shí)間，即為P點(diǎn)形成第一次波峰的時(shí)間，同理，求出離P點(diǎn)最近的波谷狀態(tài)傳到P點(diǎn)的時(shí)間，即為P點(diǎn)形成第一次波谷的時(shí)間．