Question

（選修模塊3-4）
（1）以下說法正確的是______．
A．無論什么波，只要振幅足夠大就可以產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象
B．根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生電磁波
C．波源與觀察者互相靠近或者互相遠離時，觀察者接收到的波的頻率都會發(fā)生變化
D．火車以接近光速行駛時，我們在地面上測得車廂前后距離變小了，而車廂的高度沒有變化
（2）如圖所示，用手握住長繩的一端上下抖動，長繩形成了向前傳播的一列波．如果在長繩中間某一位置做一個標記，在抖動過程中，這個標記將______（選填“上下”或“左右”）運動．運動過程中，標記振動的周期______手抖動的周期（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）玻璃球的折射率為，直徑為D．一束光從空氣沿與玻璃球直徑成60°角的方向射入．光在空氣中的速度為c．求折射光線與玻璃球直徑的夾角和在玻璃球中的傳播時間．

Answer 1

【答案】分析：（1）當障礙物的尺寸小于波長或與波長差不多時能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象；根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生磁場，但不一定能產(chǎn)生電磁波；波源與觀察者互相靠近或者互相遠離時，會產(chǎn)生多普勒效應．根據(jù)相對論，分析火車以接近光速行駛時，我們看到的現(xiàn)象．
（2）簡諧波傳播過程中，質點的振動方向與波的傳播方向垂直．質點的振動周期等于波源的振動周期．
（3）根據(jù)光的折射定律求出光在玻璃球中光線與AB的夾角，通過幾何關系求出在玻璃球中的路程，根據(jù)v=求出光在玻璃球中的速度，從而求出光在玻璃球中傳播的時間．
解答：解：（1）A、能否產(chǎn)生產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象看障礙物與波長的尺寸關系，與振幅無關，當障礙物的尺寸小于波長或與波長差不多時能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象；A錯誤．
B、根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生磁場，但不一定能產(chǎn)生電磁波，只有周期性變化的電場周圍才一定可以產(chǎn)生電磁波．故B錯誤．
C、波源與觀察者互相靠近或者互相遠離時，會產(chǎn)生多普勒效應，觀察者接收到的波的頻率都會增大或減小．故C正確．
D、火車以接近光速行駛時，會產(chǎn)生相對論，沿著物體的運動方向，我們在地面上測得車廂前后距離變小了，而車廂的高度沒有變化．故D正確．
故選CD
（2）繩上可形成簡諧橫波，質點的振動方向與與波的傳播方向垂直，所以繩波向右傳播，長繩中間某一位置做一個標記，在抖動過程中，這個標記將上下振動．質點的振動周期等于波源的振動周期．所以運動過程中，標記振動的周期等于手抖動的周期．
（3）解：設玻璃球中光線與AB夾角為r，由折射定律得，=n
解得sinr=，r=30°
光線在玻璃球中的路程s=Dcos30°=D．
光在玻璃球中的速度v=
在玻璃球中的傳播時間t==．
故答案為：
（1）CD
（2）上下，等于
（3）30°，
點評：解決本題的關鍵掌握衍射、麥克斯韋電磁場理論、相對論、光的折射定律以及掌握光在介質中的速度與折射率的關系．