光學(xué)中的對(duì)稱(chēng)性 例5. 1801年.托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì).1834年.洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果. (1)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖5所示.S為單色光源.M為一平面鏡.試用平面鏡成像作圖法在答題卡上畫(huà)出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域. 圖5 (2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L.光的波長(zhǎng)為.在光屏上形成干涉條紋.寫(xiě)出相鄰兩條亮紋間距離的表達(dá)式. 解析:(1)如圖6所示. 圖6 (2) 因?yàn)?所以. 點(diǎn)評(píng):試題以托馬斯·楊的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)為引導(dǎo).以洛埃鏡實(shí)驗(yàn)為載體.將平面鏡對(duì)光的反射與光的干涉綜合在一起.考查考生對(duì)“一分為二 及干涉過(guò)程的理解和對(duì)課本知識(shí)的遷移能力. ［模型特征］ 在研究和解決物理問(wèn)題時(shí).從對(duì)稱(chēng)性的角度去考查過(guò)程的物理實(shí)質(zhì).可以避免繁冗的數(shù)學(xué)推導(dǎo).迅速而準(zhǔn)確地解決問(wèn)題. 對(duì)稱(chēng)法是從對(duì)稱(chēng)性的角度研究.處理物理問(wèn)題的一種思維方法.有時(shí)間和空間上的對(duì)稱(chēng).它表明物理規(guī)律在某種變換下具有不變的性質(zhì).用這種思維方法來(lái)處理問(wèn)題可以開(kāi)拓思路.使復(fù)雜問(wèn)題的解決變得簡(jiǎn)捷.如.一個(gè)做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在至運(yùn)動(dòng)停止的過(guò)程中.根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性.從時(shí)間上的反演.就能看作是一個(gè)初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).于是便可將初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn).用于處理末速度為零的勻減速運(yùn)動(dòng).從而簡(jiǎn)化解題過(guò)程.具體如:豎直上拋運(yùn)動(dòng)中的速度對(duì)稱(chēng).時(shí)間對(duì)稱(chēng).沿著光滑斜面上滑的物體運(yùn)動(dòng)等具有對(duì)稱(chēng)性,簡(jiǎn)諧振動(dòng)中|v|.|a|.|F|.動(dòng)勢(shì)能對(duì)稱(chēng)以平衡位置的對(duì)稱(chēng)性,光學(xué)中的球型對(duì)稱(chēng)等.總之物理問(wèn)題通常有多種不同的解法.利用對(duì)稱(chēng)性解題不失為一種科學(xué)的思維方法. 利用對(duì)稱(chēng)法解題的思路:①領(lǐng)會(huì)物理情景.選取研究對(duì)象,②在仔細(xì)審題的基礎(chǔ)上.通過(guò)題目的條件.背景.設(shè)問(wèn).深刻剖析物理現(xiàn)象及過(guò)程.建立清晰的物理情景.選取恰當(dāng)?shù)难芯繉?duì)象如運(yùn)動(dòng)的物體.運(yùn)動(dòng)的某一過(guò)程或某一狀態(tài),③透析研究對(duì)象的屬性.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及規(guī)律,④尋找研究對(duì)象的對(duì)稱(chēng)性特點(diǎn).⑤利用對(duì)稱(chēng)性特點(diǎn).依物理規(guī)律.對(duì)題目求解. ［模型演練］ 將一測(cè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變化的力.圖7甲表示小滑塊沿固定的光滑半球形容器內(nèi)壁在豎直平面的AA'之間來(lái)回滑動(dòng).A.A'點(diǎn)與O點(diǎn)連線(xiàn)與豎直方向之間夾角相等且都為.均小于10°.圖7乙表示滑塊對(duì)器壁的壓力F隨時(shí)間t變化的曲線(xiàn).且圖中t＝0為滑塊從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻.試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中所給的信息.求小滑塊的質(zhì)量.容器的半徑及滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的守恒量.(g取10m/s2) 圖7 答案:由圖乙得小滑塊在A.A'之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期s 由單擺振動(dòng)周期公式.得球形容器半徑代入數(shù)據(jù).得R＝0.1m 在最高點(diǎn)A.有.式中 在最低點(diǎn)B.有.式中 從A到B過(guò)程中.滑塊機(jī)械能守恒 聯(lián)立解得:.則m＝0.05kg 滑塊機(jī)械能 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

圖為一名宇航員“漂浮”在地球外層空間的照片，根據(jù)照片展現(xiàn)的情景提出兩個(gè)與物理知識(shí)有關(guān)的問(wèn)題(所提的問(wèn)題可以涉及力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)等各個(gè)部分，只需要提出問(wèn)題，不必作出回答和解釋)：例：這名“漂浮”在空氣中的宇航員相對(duì)地球是運(yùn)動(dòng)還是靜止．

①___________________________________．

②___________________________________．

查看答案和解析>>

（6分）圖為一名宇航員“漂浮”在地球外層空間的照片，根據(jù)照片展現(xiàn)的情景提出兩個(gè)與物理知識(shí)有關(guān)的問(wèn)題(所提的問(wèn)題可以涉及力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)等各個(gè)部分，只需要提出問(wèn)題，不必作出回答和解釋)：例：這名“漂浮”在空氣中的宇航員相對(duì)地球是運(yùn)動(dòng)還是靜止。

   

①___________________________________；

②___________________________________。

查看答案和解析>>

精英家教網(wǎng)一塊透明的光學(xué)材料，AB為其一個(gè)端面，建立平面直角坐標(biāo)系如圖所示，設(shè)該光學(xué)材料的折射率沿y軸正方向（即BA方向）均勻減小，有一光線(xiàn)PO從真空中以某一入射角射向O點(diǎn)，并進(jìn)入該材料內(nèi)部，則該光線(xiàn)在光學(xué)材料內(nèi)部可能的傳播路徑是圖中的（　�。�
A、精英家教網(wǎng)B、精英家教網(wǎng)C、精英家教網(wǎng)D、精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

設(shè)想月球是一個(gè)均勻的球體，若能精確測(cè)出其表面附近的重力加速度g值，則有助于研究月球的其它問(wèn)題．近年來(lái)有一種方法能精確測(cè)出g的值，叫“對(duì)稱(chēng)自由下落法”，它是將測(cè)g歸于測(cè)長(zhǎng)度和時(shí)間，以穩(wěn)定的氦氖激光的波長(zhǎng)為長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)，用光學(xué)干涉的方法測(cè)距離，以銣原子鐘或其他手段測(cè)時(shí)間，能將g值測(cè)得很準(zhǔn)確．現(xiàn)設(shè)想在月球地面上利用“對(duì)稱(chēng)自由下落法”進(jìn)行測(cè)量研究，具體做法是：將真空長(zhǎng)直管沿豎直方向放置，自其中O點(diǎn)向上拋小球又落至原處的時(shí)間為T(mén)2，在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)比O點(diǎn)高H的P點(diǎn)，小球離開(kāi)P點(diǎn)至又回到P點(diǎn)所用的時(shí)間為T(mén)1，其中T1、T2和H可直接測(cè)得．試求：
（1）月球表面附近重力加速度g值；
（2）已知月球的半徑為R，在離月球表面高也為R處有一環(huán)月衛(wèi)星，求該環(huán)月衛(wèi)星的環(huán)繞速度．

查看答案和解析>>

一低年級(jí)同學(xué)根據(jù)自己的所學(xué)所想，總結(jié)了一篇科學(xué)生活報(bào)告，以下是報(bào)告中的部分內(nèi)容，該內(nèi)容中有部分認(rèn)識(shí)是不科學(xué)或不正確的，請(qǐng)你依據(jù)所掌握的知識(shí)，將不合適的內(nèi)容標(biāo)號(hào)填入題后空格，并說(shuō)明理由或加以修正．
“在我們身邊有好多產(chǎn)生靜電或放電的現(xiàn)象：①冬天，空氣干燥時(shí)，人們穿在身上的化纖服裝經(jīng)過(guò)摩擦可產(chǎn)生靜電，當(dāng)脫衣時(shí)會(huì)看到火花放電；②汽車(chē)在長(zhǎng)途行駛時(shí)，車(chē)身與空氣摩擦也會(huì)產(chǎn)生靜電，為了安全，車(chē)上一般都有一個(gè)“尾巴”--導(dǎo)電的金屬吊鏈，將電荷隨時(shí)導(dǎo)人地下；③冬天，放學(xué)回家，用手推金屬門(mén)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生放電，這是人體與金屬門(mén)之間的溫差所致；④云彩中的微塵常常帶有大量的靜電，當(dāng)不同電性的云塊遇到一起，或帶電云塊與地面之間遇上潮濕的空氣時(shí)，都容易發(fā)生放電，引起閃電和雷聲；⑤避雷針可以將云彩中的電荷及時(shí)導(dǎo)入地下，從而避免發(fā)生雷擊災(zāi)害現(xiàn)象；⑥因此，下雨天為防止遭到雷擊，人可以躲避到有避雷針的大樹(shù)下、鐵塔下或建筑物附近；⑦也可以自制一根長(zhǎng)的金屬桿，在下雨天時(shí)豎直握在手中作避雷針使用．
一些工廠(chǎng)的車(chē)間內(nèi)往往存在大量的帶電浮塵，為防止靜電過(guò)多發(fā)生放電，引起火災(zāi)；⑧可以采用在車(chē)間兩端的墻壁上，加上兩個(gè)大電極，形成電場(chǎng)，通過(guò)吸附帶電浮塵來(lái)消除靜電；⑨也可以經(jīng)常噴灑水霧，增加空氣濕度，防止產(chǎn)生靜電，⑩或者增加廠(chǎng)房的干燥程度，使空氣處處絕緣，帶電的粉塵就不能放電了．…”
以上所述，不科學(xué)或不正確的有：
A．標(biāo)號(hào)
③
③
，理由或修正為
人身上的靜電與接地的金屬門(mén)發(fā)生放電，與溫差無(wú)關(guān)；
人身上的靜電與接地的金屬門(mén)發(fā)生放電，與溫差無(wú)關(guān)；

B．標(biāo)號(hào)
⑥
⑥
，理由或修正為
避雷針?lè)烹姇r(shí)會(huì)在周?chē)a(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng)和放電電流，所以在避雷針附近也不安全
避雷針?lè)烹姇r(shí)會(huì)在周?chē)a(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng)和放電電流，所以在避雷針附近也不安全

C．標(biāo)號(hào)
⑧
⑧
，理由或修正為
廠(chǎng)房較大，制作大電極板耗材多，效果差，也不安全
廠(chǎng)房較大，制作大電極板耗材多，效果差，也不安全

D．標(biāo)號(hào)
⑩
⑩
，理由或修正為
空氣越干燥，電荷越容易積累，一旦放電危險(xiǎn)更大
空氣越干燥，電荷越容易積累，一旦放電危險(xiǎn)更大

（例：標(biāo)號(hào)
⑦不正確
⑦不正確
或修正
金屬桿放電時(shí)，強(qiáng)大的電流會(huì)把人擊傷
金屬桿放電時(shí)，強(qiáng)大的電流會(huì)把人擊傷
．）

查看答案和解析>>


同步練習(xí)冊(cè)答案