Question

（1）一列波長大于1m的橫波沿著z軸正方向傳播，處在x₁=1m和x₂=2m的兩質(zhì)點A、B的振動圖象如圖中虛線和實線所示．求該橫波的波長和波速．
（2）如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑為r，外圓半徑為R，R=r．現(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體，只經(jīng)過兩次全反射就垂直于水平端面B射出．求透明柱體的折射率至少是多少？

Answer 1

【答案】分析：由振動圖象讀出周期．分析兩質(zhì)點的振動圖象，判斷它們狀態(tài)之間的關(guān)系，結(jié)合波的傳播方向，確定兩點間距離與波長的關(guān)系，求出波長和波速．光學(xué)問題，結(jié)合全反射作出光路圖，用幾何知識求出臨界角，根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系求解
解答：解：（1）由振動圖象讀出T=4s．由于波沿著z軸正方向傳播，則分析振動圖象得到
     A、B兩點平衡位置間距離x=（n+）λ，==，（n=0，1，2，、、、）
    因已知條件λ＞1m 故n取0，得到λ=4m．
     波速v=
（2）若光在外界面剛好發(fā)生全反射，作出光路圖，由幾何知識得
   臨界角C=45°，則由sinC=，得
    n=
答：（1）該橫波的波長為4m，波速為1m/s．
    （2）透明柱體的折射率至少為．
點評：本題波動問題，關(guān)鍵尋找振動圖象與波動形成過程之間的關(guān)系，培養(yǎng)運用數(shù)學(xué)知識處理物理的能力．全反射問題關(guān)鍵在于全反射的條件，作出光路圖．