Question

（1）下列說法正確的是

 

A．光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
C．光導纖維傳播光信號利用了光的全反射原理
D．光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光從紅光改為紫光，則相鄰亮條紋間距一定變大
（2）如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，波的傳播速度v=2m/s，試回答下列問題：
①x=4m處質點的振動函數(shù)表達式y(tǒng)=

 

cm；
②x=5m處質點在0～4.5s內通過的路程s=

 

cm．
（3）如圖所示，直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面，∠A=30°．一束單色光從空氣射向BC上的E點，并偏折到AB上的F點，光線EF平行于底邊AC．已知入射方向與BC的夾角為θ=30°．試通過計算判斷光在F點能否發(fā)生全反射．

Answer 1

分析：（1）光的偏振是指光只在某方向上振動，偏振說明是橫波；而全息照片則是利用光的干涉來制成的；光導纖維是利用光的全反射來傳遞信息的；在雙縫干涉中，當光的波長越長時，條紋間距越寬．
（2）由圖線可知道波長，振幅，由傳播速度利用波速、波長及頻率的關系可求出頻率，從而得出周期，也可能求出角速度．再由波形圖可確定質點的振動函數(shù)表達式．而質點不隨著波遷移，它始終在平衡位置附近來回做簡諧運動，所以在一定時間內可求出路程．
（3）由圖可確定入射角與折射角，根據(jù)折射定律可求出折射率大小，當光在F點，算出入射角，與臨界角相比較來確定能否發(fā)生全反射．

解答：解：
（1）光的偏振說明光是橫波，而利用光的干涉來制成全息照片，光導纖維由光的全反射來傳遞信息，當光的波長越長時，雙縫干涉的條紋間距越寬．
故選：BC
（2）從圖象可知，波長為4m，而波速為v=2m/s，所以周期為2s，則角速度為π/s．由波形圖傳播方向可知，x=4m處質點的振動是沿y軸負方向運動，因此y=-5sinπtcm．
由于周期為2s，在4.5 s內正好完成2

1

4

個周期，所以路程為2

1

4

×4×5cm=45cm．
故答案為：①y=-5sinπt；②45．
（3）光線在BC界面的入射角θ₁=60⁰、折射角θ₂=30⁰
根據(jù)折射定律得n=

sinθ1

sinθ2

=

sin600

sin300

=

3

由幾何關系知，光線在AB界面的入射角為θ₃=60⁰
而棱鏡對空氣的臨界角C的正弦值sinC=

1

n

=

3

3

   
則在AB界面的入射角θ₃＞C
所以光線在F點將發(fā)生全反射．

點評：在波的傳播過程中，根據(jù)逆向描波來確定質點的振動方向與波的傳播方向的關系．逆向描波法是逆著波的傳播方向描波，當筆的走向向下時，則質點向下振動；當筆的走向向上時，則質點向上振動．相反當質點的振動方向來確定波的傳播方向時，當筆的運行方向就是波的傳播的反方向．同時質點在平衡位置附近來回做簡諧運動，而波在均勻介質中做勻速運動．
由折射定律結合幾何關系可確定能否發(fā)生光的全反射．注意是光必須是從光密介質進入光疏介質．