Question

（选修3-4模块）
（1）下列说法中正确的有______
A．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的
B．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片可以使像更清晰
D．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率
（2）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=1m/s，
则0.5m处质点在1s时的位移为______cm，x=1m处的质点做简谐运动的表达式y=______cm．
（3）直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB
面入射，ab为其折射光线，图中α=60°．已知这种玻璃的折射率n=试求：
①ab光线在AC面上有无折射光线？（要有论证过程）
②ab光线经AC面反射后，再经BC面折射后的光线与BC面的夹角．

Answer

（1）根据相对论：不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片可以使像更清晰．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率大于声源的频率．
（2）由图读出波长λ，由v=求出波的周期，根据时间t=1s与周期的关系，分析0.5m处质点在1s时的位置，确定其位移．x=1m处的质点此刻从平衡位置沿y轴正方向运动，其振动方程是正弦函数．
（3）①由sinC=求出临界角C，由几何知识求出ab光线在AC面上的入射角，再判断ab光线在AC面上有无折射光线．②ab光线经AC面反射后，由把手反射定律和几何知识求出反射光线在BC面上的入射角，由折射定律求解经BC面折射后的光线与BC面的夹角．
【解析】
（1）A、根据相对论原理得知：不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的．故A正确．
B、水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象．故B正确．
C、日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，减小光的反射强度，可以使像更清晰．故C正确．
D、声源向静止的观察者运动，两者距离减小，观察者接收到的频率大于声源的频率．故D错误．
故选ABC
（2）由图读出波长λ=2m，由v=得波的周期为T=2s，时间t=1s=0.5T，则0.5m处质点在1s时到达波谷，其位移为-5cm．
x=1m处的质点此刻从平衡位置沿y轴正方向运动，其振动方程是正弦函数，振动方程为
   y=5sin=5sinπt（cm）
（3）①临界角C满足：sinC=，则C=45°
ab光线在AC面上入射角i=60°＞C，所以在AC面上发生全反射，即无折射光线．
②反射光线在BC面上的入射角为i′=30°
由折射定律有BC面上的折射角r，则有
   =n
代入解得，r=45°
所以折射光线与BC面的夹角角为45°
故答案为：
（1）ABC；（2）-5，5sinπt；（3）①ab光线在AC面上无折射光线．②ab光线经AC面反射后，再经BC面折射后的光线与BC面的夹角是45°．