Question

（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是

 

A．光的干涉和衍射说明光是横波
B．红外线与紫外线相比频率高，热效应明显
C．在真空中电磁波的频率越高，传播速度越大
D．在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度相同
（2）如图所示，图甲为沿x轴负方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图象，乙图表示质点

 

（从质点A、B、C、D中选填）的振动图象，该波的波速为

 

m/s．
（3）如图丙所示，一束光线以与水平面成30°的夹角斜射到水平桌面上的A点，若将厚度为d=2

3

cm 的玻璃砖平放在桌面上，则该光束射到桌面上的B点（图中未画出），已知光在玻璃砖中的折射率为

3

，求AB间的距离．

Answer 1

分析：（1）干涉和衍射是一切波所特有的现象，而光的偏振是横波所特有的现象，从而可判断A的正误；结合电磁波谱可判断红外线和紫外线的波长和频率的关系，从而判断B的正误；在真空中，电磁波谱的传播速度等于光速，从而判断C的正误；根据光速不变原理，可判断D的正误．
（2）根据波的传播方向，结合上坡下坡法，可知乙图表示质点B的振动图象，从图中得出波长和周期，即可计算出波速．
（3）作出光路图，由折射定律结合几何关系，即可计算AB间的距离．

解答：解：（1）A、光的干涉和衍射是一切波所特有的现象，并能区分纵波和横波；光的偏振是横波特有的现象，由光的偏振可判断横波．所以A选项错误．
B、红外线与紫外线相比，红外线的热效应高，但是其频率要比紫外线低，选项B错误．
C、在真空中所有波段的电磁波传播的速度都为光速，选项C错误．
D、根据光速不变原理，在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度相同
故选D
（2）波沿x轴负方向传播，在t=0的时刻，AC分别在波峰和波谷的位置上，振动情况乙图的振动图象不符，BD两点在平衡位置上，由上坡下坡法可知B点沿y轴的负方向振动，D点沿y轴的正方运动，所以乙图表示质点B的振动图象．
有甲图可知波长为λ=6m，由乙图知其振动周期为T=2s，所以波速为v=

λ

T

=

6

2

=3m/s
故答案为：B，3
（3）光路图如图所示，由折射定律有：n=

sinα

sinβ

得：β=30°
由题意及光路图得：
AB=OA-OB=d（tan60°-tan30°）=4cm
答：AB间的距离为4cm

点评：该题考察到的知识点较多，要熟记以下几点：
1、干涉和衍射是一切波所具有的现象，而光的偏振恰恰证实了光波是横波．
2、要熟记电磁波谱，了解各种电磁波谱产生的机理和各自的特点．
3、了解波动图象和振动图象的区别及其联系，要会熟练的解决相关问题．
4、熟练的掌握几何知识在光的传播中的应用．