Question

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

 

 
A．圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為2cm
B．圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處于平衡位置且向水面上運(yùn)動(dòng)
C．F點(diǎn)到兩波源的路程差為零
D．經(jīng)0.2s，A點(diǎn)的位移為零
（2）11．光纖通信是70年代以后發(fā)展起來的新興技術(shù)，世界上許多國(guó)家都在積極研究和發(fā)展這種技術(shù)．發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)，可在導(dǎo)彈后面連一根細(xì)如蛛絲的光纖，就像放風(fēng)箏一樣，這種纖細(xì)的光纖在導(dǎo)彈和發(fā)射裝置之間，起著雙向傳輸信號(hào)的作用．光纖制導(dǎo)的下行光信號(hào)是鎵鋁砷激光器發(fā)出的在纖芯中波長(zhǎng)為0.85 μm的單色光．上行光信號(hào)是銦鎵砷磷發(fā)光二極管發(fā)射的在纖芯中波長(zhǎng)為1.06 μm的單色光．這樣操縱系統(tǒng)通過這根光纖向?qū)�彈發(fā)出控制指令，導(dǎo)彈就如同長(zhǎng)“眼睛”一樣盯住目標(biāo)．根據(jù)以上信息，回答下列問題：
①在光纖制導(dǎo)中，上行光信號(hào)在真空中波長(zhǎng)是多少？
②為什么上行光信號(hào)和下行光信號(hào)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(dāng)波峰與波峰、當(dāng)波谷與波谷相遇時(shí)振動(dòng)是加強(qiáng)的；當(dāng)波峰與波谷相遇時(shí)振動(dòng)是減弱的．
（2）根據(jù)n=

c

v

及v=λf聯(lián)立方向即可求解在光纖制導(dǎo)中，上行光信號(hào)在真空中波長(zhǎng)，若上行光信號(hào)和下行光信號(hào)的頻率相同，將發(fā)生干涉現(xiàn)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(xiàn)象．實(shí)線表波峰，虛線表波谷，則A、D是波峰與波峰相遇，B點(diǎn)是波谷與波谷相遇，它們均屬于振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)；
A、由于振幅是1cm，A點(diǎn)是波峰與波峰相遇，則A點(diǎn)相對(duì)平衡位置高2cm．而B點(diǎn)是波谷與波谷相遇，則B點(diǎn)相對(duì)平衡低2cm．所以A、B相差4cm．故A錯(cuò)誤；
B、圖示時(shí)刻C點(diǎn)是處于平衡位置，因下一個(gè)波峰經(jīng)過C點(diǎn)，所以向水面上運(yùn)動(dòng)，故B正確；
C、由圖可知，F(xiàn)點(diǎn)到兩波源的路程差為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，故C錯(cuò)誤；
D、因周期T=

λ

v

=

0.2×2

1

s=0.4s，所以經(jīng)0.1s，A點(diǎn)處于平衡位置，即其的位移為零，故D錯(cuò)誤；
故選：B
（2）①上行光信號(hào)在真空中頻率與光纖中頻率相等，則
根據(jù)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(hào)和下行光信號(hào)的頻率相同，將發(fā)生干涉現(xiàn)象而互相干擾，所以上行光信號(hào)和下行光信號(hào)要采用兩種不同頻率的光．
答：①在光纖制導(dǎo)中，上行光信號(hào)在真空中波長(zhǎng)是1.56 μm；
②若上行光信號(hào)和下行光信號(hào)的頻率相同，將發(fā)生干涉現(xiàn)象而互相干擾．

點(diǎn)評(píng)：運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)疊加屬于加強(qiáng)，振幅為二者之和，振動(dòng)方向相反時(shí)疊加屬于減弱振幅為二者之差．