Question

（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是

 

A．牛頓環是薄膜干涉的結果，當用頻率更低的單色光照射時，牛頓環變密
B．麥克爾孫-莫雷實驗結果表明：不論光源與觀察者做怎樣的相對運動，光速都是一樣的
C．在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉移給電子，因此光子散射后波長變長．
D．調諧是電磁波發射應該經歷的過程，調制是電磁波接收應該經歷的過程
（2）如圖所示，A、B、C為等腰棱鏡，D為AB的中點，a、b兩束不同頻率額的單色光垂直AB邊射入棱鏡，兩束光在AB面上的入射點是D的距離相等，兩束光通過棱鏡折射后相交于圖中P點．則a光通過棱鏡的時間

 

b光通過棱鏡的時間（選填“大于”、“等于”或“小于”）．a、b兩束光從同一介質射入真空過程中，a光發生全反射臨界角

 

b光發生全反射臨界角（選填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時刻的波形如圖所示，經0.3s質點a第一次達到波峰位置，則質點b的起振方
向為

 

，質點b的位移大小為5

2

的時刻為

 

s．

Answer 1

分析：（1）牛頓環是薄膜干涉的結果，當用頻率更低的單色光照射時，牛頓環變疏．麥克爾孫-莫雷實驗結果表明：不論光源與觀察者做怎樣的相對運動，光速都是一樣的．在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉移給電子，根據物質波波長公式分析光子散射后波長的變化．調諧是電磁波接收應該經歷的過程，調制是電磁波發射應該經歷的過程．
（2）根據光通過棱鏡后偏折角大小，判斷棱鏡對光的折射率的大小，由v=

c

n

分析光在棱鏡中速度大小，比較光通過棱鏡的時間的長短．根據臨界角公式比較其大小．
（3）由波的傳播方向判斷t=0時刻x=4m處質點的振動方向，確定質點b的起振方向．根據x=4m處質點與b點距離和波速求出波傳到b點的時間，寫出b點的振動方程，再求解質點b的位移大小為5

2

的時刻．

解答：解：
（1）A、牛頓環是薄膜干涉產生的，單色光越低，波長越長，照射時牛頓環越疏．故A錯誤．
B、麥克爾孫-莫雷實驗結果表明：不論光源與觀察者做怎樣的相對運動，光速都是一樣的．故B正確．
C、在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉移給電子，由動量守恒定律得知，光子的動量P變小，根據物質波波長公式λ=

h

P

，分析得到光子散射后波長變長．故C正確．
D、調諧是電磁波接收應該經歷的過程，調制是電磁波發射應該經歷的過程．故D錯誤．
故選BC
（2）由圖看出，a光經過棱鏡折射后偏折角較大，說明棱鏡對a光的折射率較大，由公式v=

c

n

得到，a光在棱鏡中傳播速度較小，a光在棱鏡中通過的距離又較長，所以a光通過棱鏡的時間大于b光通過棱鏡的時間時間．根據臨界角公式sinC=

1

n

，a光發生全反射臨界角小于b光發生全反射臨界角．
（3）簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時刻x=4m處質點的振動方向沿y軸正方向，說明波源的起振方向沿y軸正方向，則質點b的起振方向也沿y軸正方向．由題，經0.3s質點a第一次達到波峰位置，圖示時刻a點正沿y軸向下運動，則周期T=0.4s，波從x=4m傳到b點的時間為t=T=0.4s．b點的振動方程為y=Asin

2π

T

（t-0.4）=10sin5π（t-0.4）cm，當質點b的位移y=±5

2

cm，根據數學知識得到，t=（0.45+0.1n）s，（n=0，1，2…）
故答案為：
（1）BC；（2）大于，小于
（3）y軸正方向，（0.45+0.1n），（n=0，1，2…）

點評：第2題是光的色散現象，可根據偏折角的大小，由折射定律確定折射率的大小．機械波的特點之一是：介質中各質點的起振方向都與波源的起振方向相同．