Question

（1）如圖所示表示兩列相干水波某時刻的波峰和波谷位置，實線表示波峰，虛線表示波谷，相鄰實線與虛線間的距離為0.2m，波速為1m/s，在圖示范圍內可以認為這兩列波的振幅均為1cm，C點是相鄰實線與虛線間的中點，則

 

 
A．圖示時刻A、B兩點的豎直高度差為2cm
B．圖示時刻C點正處于平衡位置且向水面上運動
C．F點到兩波源的路程差為零
D．經0.2s，A點的位移為零
（2）11．光纖通信是70年代以后發展起來的新興技術，世界上許多國家都在積極研究和發展這種技術．發射導彈時，可在導彈后面連一根細如蛛絲的光纖，就像放風箏一樣，這種纖細的光纖在導彈和發射裝置之間，起著雙向傳輸信號的作用．光纖制導的下行光信號是鎵鋁砷激光器發出的在纖芯中波長為0.85 μm的單色光．上行光信號是銦鎵砷磷發光二極管發射的在纖芯中波長為1.06 μm的單色光．這樣操縱系統通過這根光纖向導彈發出控制指令，導彈就如同長“眼睛”一樣盯住目標．根據以上信息，回答下列問題：
①在光纖制導中，上行光信號在真空中波長是多少？
②為什么上行光信號和下行光信號要采用兩種不同頻率的光？（已知光纖纖芯的折射率為1.47）

Answer 1

分析：（1）頻率相同的兩列水波的疊加：當波峰與波峰、當波谷與波谷相遇時振動是加強的；當波峰與波谷相遇時振動是減弱的．
（2）根據n=

c

v

及v=λf聯立方向即可求解在光纖制導中，上行光信號在真空中波長，若上行光信號和下行光信號的頻率相同，將發生干涉現象而互相干擾．

解答：解：（1）如圖所示，頻率相同的兩列水波相疊加的現象．實線表波峰，虛線表波谷，則A、D是波峰與波峰相遇，B點是波谷與波谷相遇，它們均屬于振動加強區；
A、由于振幅是1cm，A點是波峰與波峰相遇，則A點相對平衡位置高2cm．而B點是波谷與波谷相遇，則B點相對平衡低2cm．所以A、B相差4cm．故A錯誤；
B、圖示時刻C點是處于平衡位置，因下一個波峰經過C點，所以向水面上運動，故B正確；
C、由圖可知，F點到兩波源的路程差為半個波長的奇數倍，故C錯誤；
D、因周期T=

λ

v

=

0.2×2

1

s=0.4s，所以經0.1s，A點處于平衡位置，即其的位移為零，故D錯誤；
故選：B
（2）①上行光信號在真空中頻率與光纖中頻率相等，則
根據n=

c

v

及c=λf、v=λ_上f得：
λ=n×λ_上=1.47×1.06=1.56μm；
②若上行光信號和下行光信號的頻率相同，將發生干涉現象而互相干擾，所以上行光信號和下行光信號要采用兩種不同頻率的光．
答：①在光纖制導中，上行光信號在真空中波長是1.56 μm；
②若上行光信號和下行光信號的頻率相同，將發生干涉現象而互相干擾．

點評：運動方向相同時疊加屬于加強，振幅為二者之和，振動方向相反時疊加屬于減弱振幅為二者之差．