Question

（1）如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为

 

．（填入正确选项前的字母） 

A.

6

2

  B.

2

   C.

3

2

  D.

3

（2）波源S₁和S₂振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA=2m，如图所示．两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m/s．己知两波源振动的初始相位相同．求：

（i）简谐横波的波长：
（ii）OA间合振动振幅最小的点的位置．

Answer 1

分析：（1）由题意可知各角的大小，则由折射定律及全反射可得出角与折射率的关系，联立可求得折射率；
（2）已知频率及波速，则由波速公式可求得波长；
要使振动振幅最小，则该点到两波源的波程差应为半波长的奇数倍，设距O点为x，则可得出波程差的表达式，联立可解得位置．

解答：解：如图所示，根据折射率定义有，sin∠1=nsin∠2，nsin∠3=1，已知∠1=45°∠2+∠3=90°，
联立解得：n=

6

2

故选A；

（2）（i）设波长为λ，频率为ν，则v=λν，代入已知数据得：λ=1m；
（ii）以O为坐标原点，设P为OA间任一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差△l=x-（2-x），
0≤x≤2．其中x、△l以m为单位．
合振动振幅最小的点的位置满足△l=(k+

1

2

)λ，k为整数
则可解得：x=0.25m．0.75m，1.25m，1.75m．
故最小点的位置可以为0.25m，0.75m，1.25m，1.75m．

点评：第一小题的关键在于利用几何关系找出入射角、折射角及反射角，由折射定律可列出方程；
第二小题在于理解振幅最小的点应满足光程差相差半波长的奇数倍，再由数学关系可求得可能出现的位置，同时要明确本题具有多解性．