Question

（1）漁船常利用超聲波來探測遠外魚群的方位。已知某超聲波頻率為1.0×Hz，某時刻該超聲波在水中傳播的波動圖像如圖所示。

①從該時刻開始計時，畫出m處質點做簡諧運動的振動圖像（至少一個周期）。

②現測得超聲波信號從漁船到魚群往返一次所用時間為4s，求魚群與漁船間的距離（忽略船和魚群的運動）。

（2）如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細束單色光由MN端面的中點垂直射入，恰好能在弧面EF上發生全反射，然后垂直PQ端面射出。

①求該玻璃棒的折射率。

②若將入射光向N端平移，當第一次射到弧面EF上時_____（填“能”“不能”或“無法確定能否”）發生全反射。

Answer 1

解：（1）①如圖所示

②由波形圖讀出波長m

由波速公式得

                  ①

魚群與漁船的距離為

                 ②

聯立①②式，代入數據得

m               ③

（2）如圖所示單色光照射到EF弧面上時剛好發生全反射，由全反射的條件得

                ④

由折射定律得

             ⑤

聯立④⑤式得

                ⑥

能