- 波的干涉和衍射现象
- 共38题
声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物,这是因为()
正确答案
解析
解:波发生明显的衍射现象的条件是:孔缝的宽度或障碍物尺寸与波长相比差不多或比波长更短,由于声波的波长比较大(1.7cm~17m)和楼房的高度相近,故可以发生明显的衍射现象,而可见光的波长很小,无法发生明显的衍射现象,故只有C正确。故选C。
知识点
(1)如图甲所示,在某一均匀介质中,A、B是振动情况完全相同的两个波源,其简谐运动表达式均为,介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m,两波源形成的简谐波分别沿AP、BP方向传播,波速都是10m/s。
①求简谐横波的波长。
②P点的振动 (填“加强”或“减弱”)。
(2)如图乙所示,ABCD是一直角梯形棱镜的横截面,位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率,AB=BC=8cm,OA=2cm,∠OAB=60°。
①求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向。
②第一次的出射点距C cm。
正确答案
见解析。
解析
(1)①设简谐波的波速为v,波长为,周期为T,由题意知
T=0.1s
由波速公式
打入数据得
②加强
(2)①设发生全反射的临界角为C,由折射定律得
代入数据得
光路图如图所示,
由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60°,均发生全反射。设光线在CD边的入射角为,折射角为,由几何关系得,小于临界角,光线第一次射出棱镜是在CD边,由折射定律得
代入数据得
②
知识点
两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,则
正确答案
解析
由波形图知两列波的波长、频率不同,在相遇区不能形成稳定的干涉图样,B正确。
知识点
(1)一光线以很小的入射角射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃,求出射光线与入射光线之间的距离(很小时。)
(2)右图为某一报告厅主席台的平面图,AB是讲台,、 是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示,报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫,为了进免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340m/s,若报告人声音的频率为136Hz,问讲台上弃家经商的位置有多少个?
正确答案
见解析
解析
(1)
如图,设光线以很小的入射角入射到平板玻璃表面上的A点,折射角为,从平板玻璃另一表面上的B点射出。设AC为入射光线的延长线。由折射定律和几何关系可知,它与出射光线平行。过B点作,交于D点,则的长度就是出射光线与入射光线之间的距离,由折射定律得
①
由几何关系得 ②
③
出射光线与入射光线之间的距离为
④
当入射角很小时,有
由此及①②③④式得 ⑤
评分参考:本题共6分,①②③④式各1分,⑤式2分。
(2)相应于声频的声波的波长是
①
式中是空气中的声速。在右图中,O是AB的中点,P是OB上任一点。将表示为 ②
式中为实数,当时,从两个喇叭来的声波因干涉而加强;当时,从两个喇叭来的声波因干涉而相消。由此可知,O是干涉加强点;对于B点,
③
所以,B点也是干涉加强点。因而O、B之间有两个干涉相消点,由对称性可知,AB上有4个干涉相消点。
知识点
利用发波水槽得到的水面波形如图a、b所示,则()
正确答案
解析
波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象,故图a说明发生了明显的衍射现象。
当频率相同的两列波相遇时当波程差为波长的整数倍时振动加强,当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱,使有的地方振动加强有的地方振动减弱,且加强和减弱的区域交替出现,故图b是发生了干涉现象。
知识点
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