Question

（1）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5m的M点开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为O.4s，下列说法正确的是______（填写选项前的字母）．
（A）这列波的波长是4m
（B）这列波的传播速度是10m/s
（C）x=9m1TI处的质点Q（图中未画出），经过O．5s 时，才第一次到达波峰
（D）M点以后的各质点开始振动时的方向都沿-y方向
（2）太阳光照射到水面油膜上会出现彩色花纹，这是两列波发生干涉的结果，这两列相干光波是太阳光分别经油膜的______反射而形成的．用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板后面的光屏上发现圆板中心有一个亮斑，这是光的______现象．
（3）光纤通讯是通过传输一系列经调制的光脉冲来传输信息的，当光信号以不同入射角进入光纤后，经历不同途经到达光纤的输出端的时间是不相同的，如图所示，这会引起信号的串扰．
设有一长为L的直光纤，折射率为n，外层为空气，紧贴光纤A端面一信号源向各个方向发出一光信号，已知真空中光速为c，求信号到达光纤另一端面B所需的最短时间和最长时间．

Answer 1

【答案】分析：（1）由题，P点相继出现两个波峰的时间间隔等于周期．由图读出波长，求出波速．当图示x=2m处质点的振动传到质点Q时，Q点第一次到达波峰．简谐横波沿x轴正方向传播，介质中各质点的起振方向都与图示时刻M点的振动方向相同．
（2）根据光的干涉条件：频率必须相同，光能绕过阻碍物继续传播的现象为光的衍射现象．
（3）根据公式v=，结合光的折射定律，及运动的合成与分解，即可求解．
解答：解：（1）
A、由读出相邻波谷之间的距离为4m，即波长为4m．故A正确．
B、已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，波的周期为T=0.4s，则波速为v==m/s=10m/s．故B正确．
C、当图示x=5m处质点的振动传到质点Q时，Q点第一次到达波峰，所经过时间为t===0.7s．故C错误． 
D、简谐横波沿x轴正方向传播，介质中各质点的起振方向都与图示时刻M点的振动方向相同，均向下．故D正确．
故选ABD
（2）太阳光照射到水面油膜上会出现彩色花纹，这是两列波发生干涉的结果，频率相同的两列是由油膜上下表面的反射光；
平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板后面的光屏上发现圆板中心有一个亮斑，光绕过阻碍物继续向前传播，故属于光的衍射；
（3）光在光纤中传播速度为v=，最早光到达B端的时间为t₁=
沿全反射临界角路径到达B端的时间为最迟到达的时间为t₂=
故答案为：（1）ABD；（2）上下表面，衍射；
（3）答：信号到达光纤另一端面B所需的最短时间和最长时间．
点评：（1）本题中考查了波的基本特点：介质中各质点的起振都与波源的起振方向相同．基础题．
（2）掌握光的干涉与光的衍射，同时理解光的明显衍射条件：光的波长与阻碍物尺寸要大得多或相差不大．
（3）掌握v=公式的应用，及光的反射定律与运动的分解，同时掌握几何关系的运用．