Question

【物理--選修3-4】
（1）如圖1所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時的波形圖，此時波恰好傳到了Q點，已知波的傳播速度為1m/s．問：此時P點沿

沿y軸負

方向振動，P點最開始振動的方向沿

y軸正方向

，經過0.3s后，Q點的位移是

-5cm

．
（2）一束單色光由左側射入盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯，圖2為過軸線的截面圖，調整入射角θ，光線恰好在水和空氣的界面上發(fā)生全反射，已知水的折射率為

4

3

，求sinθ的值．

Answer 1

分析：（1）運用波形的平移法判斷質點P此時的振動方向．P點最開始振動的方向與圖示時刻Q點的振動方向相同．由圖讀出波長，求出周期，根據(jù)時間0.3s與周期的關系，分析質點Q的位移．
（2）由圖可知只要求得臨界角C即可求得由空氣進入玻璃時的折射角，由折射定律即可求得sinθ．

解答：解：（1）簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波形向右平移，可知此時P點沿y軸負方向振動；
P點最開始振動的方向與圖示時刻Q點的振動方向相同，沿y軸正方向．
由圖知，波長λ=0.4m，則該波的周期為：T=

λ

v

=

0.4

1

s=0.4s
時間t=0.3s=

3

4

T，所以經過0.3s后，Q點到達波谷，其位移-5cm．
（2）當光線在水面發(fā)生全反射時有：sinC=

1

n

   
當光線從左側射入時，由折射定律有
 

sinθ

sin(90°-C)

=n  
聯(lián)立這兩式代入數(shù)據(jù)可得sinθ=

7

3

．
故答案為：
（1）沿y軸負；y軸正方向，-5cm．
（2）sinθ的值是

7

3

．

點評：本題第一小問關鍵掌握波形的平移法，能判斷質點的振動方向；第二小問考查光的折射定律，關鍵掌握全反射的臨界角公式和折射定律．