波、声与光学练习卷(附答案)

免费可打印的波、声与光学练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
PI = 6 × 10⁻¹ W/m²

摇滚音乐会附近的声强为 6 × 10⁻¹ W/m²。求以分贝为单位的声级 β。

I = 6 × 10⁻¹ W/m²I0 = 10⁻¹² W/m²
β = dB
2.简单
20°θ₂ = ?水, n1​ = 1.33金刚石, n2​ = 2.42

水(n = 1.33)中的一条光线以与法线成 20° 的角射到与金刚石(n = 2.42)的平面界面上。求折射角 θ2,从法线量起。

n1 = 1.33n2 = 2.42θ1 = 20°
θ2 = °
3.中等
L = 0.4 mn = 3

两端开口的管长 0.4 m。声速为 343 m/s。求其第 3 次谐波的频率 f3。

v = 343 m/sn = 3L = 0.4 m
f3 = Hz
4.中等
S15 m/sOf = 440 Hz

频率为 440 Hz 的声源以 15 m/s 的速度朝静止的观察者运动。声速为 343 m/s。求观察者听到的频率 f′。

f = 440 Hzv = 343 m/svs = 15 m/s
f′ = Hz
5.困难
λ = 589 nmd = 0.25 mmL = 3 m

波长为 589 nm 的光照射到相距 0.25 mm 的两条缝上。屏距离缝 3 m。求相邻亮条纹之间的间距 Δy。

λ = 589 nmd = 0.25 mmL = 3 m
Δy = mm
6.困难
θa​ = ?n1​ = 1.62n2​ = 1.52n0​ = 1.00

一根光纤的纤芯 n₁ = 1.62,包层 n₂ = 1.52。求从空气射入光纤端面且仍能通过全反射被导引的光线与光纤轴所成的最大角 θa。

n1 = 1.62n2 = 1.52n0 = 1.00
θa = °

答案

  1. 1. β = 117.8 dB
  2. 2. θ2 = 10.83 °
  3. 3. f3 = 1286 Hz
  4. 4. f′ = 460.1 Hz
  5. 5. Δy = 7.068 mm
  6. 6. θa = 34.08 °

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