Question

（1）以下說法正確的是

 

A．狹義相對論兩個基本假設之一是在不同慣性參考系中，一切物理定律都是相同的
B．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱反射光的強度
C．如果質點所受合外力總是指向平衡位置，質點的運動就是簡諧運動
D．在波的干涉中，振動加強的點一定處在波峰或波谷的疊加處
（2）光纖通信是一種現代化的通訊工具，為了研究問題的方便，我們將光導纖維簡化為一根長直的玻璃管，如圖所示為玻璃管沿軸線的橫截面，若光從左端以與端面成300入射，玻璃管長為L，折射率為n=

3

，已知光在真空中的傳播速度為c．
（a）通過計算分析光能否從玻璃管的側面射出；
（b）求出光通過玻璃管所需的時間．

Answer 1

分析：（1）狹義相對論的兩個基本假設之一：物理規律在所有慣性系中都具有相同的形式．這叫做相對性原理．　
拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱反射光的強度．
簡諧運動的特征是：F=-kx．在波的干涉中，振動加強的點振動始終加強，但質點仍在振動．
（2）（a）若光從左端以與端面成30°入射，根據折射定律求出折射角，由幾何知識求出光線在側面上的入射角θ，與臨界角C進行比較，若θ＞C，將發生全反射，不能從側面射出．
（b）由v=

c

n

求出光在玻璃管內的傳播速度．由幾何關系求出光通過的總路程s，由t=

s

v

求光通過玻璃管所需的時間．

解答：解：（1）A、在不同慣性參考系中，一切物理定律都是相同的是狹義相對論的兩個基本假設之一．故A正確．
B、拍攝玻璃櫥窗內的物品時，在鏡頭前加一個偏振片以減弱反射光的強度．故B正確．
C、只有當物體振動質點所受的合外力滿足條件：F=-kx，即質點所受合外力總是指向平衡位置，大小與位移大小成正比，質點才做簡諧運動．故C錯誤．
D、在波的干涉中，振動加強的點振動始終加強，但質點仍在振動，質點的位置是周期性變化的．故D錯誤．
故選AB
（2）（a）光線射入左端時，n=

sini

sinr

，即r=30°．     
由幾何關系得：光在側面上的入射角θ=90°-r=60° 
由sinC=

1

n

，則得臨界角C=arcsin

3

3

＜60°
所以光線在側面上發生全反射不射出．
（b）光在玻璃管內的傳播速度v=

c

n

，光在玻璃管通過的總路程s=

L

cos30°

．
則光通過玻璃管所需的時間t=

s

v

=

nL

c?cos30°

=

3 L

c? 3 2

=

2L

c

．
故答案為：
（1）AB；
（2）（a）通過計算分析得知光不能從玻璃管的側面射出；
（b）光通過玻璃管所需的時間是

2L

c

．

點評：本題考查了相對論、偏振、光的干涉、光的全反射等等知識．對于全反射是考試的熱點，要掌握產生全反射的條件：光必須從光密介質進入光疏介質，同時入射角大于臨界角．