Question

模塊3—4試題（12分）

（1）（6分）一光線以很小的入射角i射入一厚度為d、折射率為n的平板玻璃，求出射光線與入射光線之間的距離（很小時，）.

（2）（6分）右圖為某一報告廳主席臺的平面圖，AB是講臺，S₁、S₂是與講臺上話筒等高的喇叭，它們之間的相互位置和尺寸如圖所示。報告者的聲音放大后經(jīng)嗽叭傳回話筒再次放大時可能會產(chǎn)生嘯叫，為了避免嘯叫，話筒最好擺放在講臺上適當(dāng)?shù)奈恢茫�在這些位置上兩個嗽叭傳來的聲音因干涉而相消。已知空氣中聲速為340m/s。若報告人聲音的頻率為136Hz，問講臺上這樣的位置有多少個？

 

Answer 1

【答案】

（1）

（2）4個

【解析】（1）如圖，設(shè)光線以很小的入射角i入射到平板玻璃表面上的A點，折射角為r，從平板玻璃另一表面上的B點射出，設(shè)AC為入射光線的延長線，由折射定律和幾何關(guān)系可知，它與出射光線平行，過B點作BD⊥AC，交AC與D點，則BD的長度就是出射光線與入射光線之間的距離，由折射定律得

                                                       ①

由幾何關(guān)系得

                                               ②

                                                   ③

出射光線與入射光線之間的距離為

                                       ④

當(dāng)入射角i很小時有

由此及①②③④式得

    ⑤

評分參考：本題共6分，①②③④式各1分，⑤式2分。

（2）相應(yīng)于聲頻的聲波的波長是

   ①

式中V=340m/s是空氣中的聲速，在右圖中，

是AB的中點，P是OB上任一點，

將表示為

    ②

式中k為實數(shù)，當(dāng)k=0，2，4，…時，從兩個喇叭來的聲波因干涉而加強；

當(dāng)k=1，3，5，…時，從兩個喇叭來的聲波因干涉而相消，

由此可知，是干涉加強點；對于B點，

   ③

所以，B點也是干涉加強點，因而、B之間有2個干涉相消點，由對稱性可知，AB上有4個干涉相消點。

評分參考：本題共6分，①②式各1分，寫出“AB上有4個干涉相消點”給2分，正確寫出分析過程的給2分