Question

[物理-物理3-4]
（1）如圖1所示為某一簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，已知該機(jī)械波傳播的速度為2m/s，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)方向沿y軸正方向．則質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)周期是

 

s，從此時(shí)刻開始質(zhì)點(diǎn)b第一次到達(dá)波谷需要的時(shí)間是

 

s．

（2）如圖2所示，△ABC為折射率n=

2

的等腰直角三棱鏡的橫截面，∠C=90°，一束激光a平行于AB邊射入棱鏡，經(jīng)一次折射后到達(dá)BC邊．試通過計(jì)算說明激光能否從BC邊射出？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)波形圖得到波長，根據(jù)公式T=

λ

v

求解周期；x=4m的質(zhì)點(diǎn)b第一次到達(dá)波谷需要的時(shí)間等于其左側(cè)第一個(gè)波谷傳到b點(diǎn)的時(shí)間．
（2）根據(jù)公式sinC=

1

n

求解出全反射臨界角，然后判斷激光能否從BC邊射出．

解答：解：（1）根據(jù)波形圖得到波長λ=4m，該機(jī)械波傳播的速度為2m/s，故周期為T=

λ

v

=

4m

2m/s

=2s；
x=4m的質(zhì)點(diǎn)b第一次到達(dá)波谷需要的時(shí)間等于其左側(cè)第一個(gè)波谷傳到b點(diǎn)的時(shí)間，為：
t=

x-2

v

=

4-2

2

s=1s
（2）畫出光路圖，如圖所示：

根據(jù)折射定律，有：n=

sin45°

sinα

由于n=

2

，所以激光在AC邊發(fā)生折射的折射角為α=30°
根據(jù)幾何關(guān)系有β+α=90°，故β=60°
發(fā)生全發(fā)射的臨界角C，根據(jù)折射定律，有：
n=

1

sinC

解得：C=45°
由于β＞C，故激光不會(huì)從BC邊射出，發(fā)生全反射；
故答案為：（1）2，1；（2）激光不能從BC邊射出．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵明確波形平移與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的關(guān)系，波形勻速平移，質(zhì)點(diǎn)在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．