Полное внутреннее отражение звука

Плоская звуковая попадает на границу вода – стекло. Переход в какую среду может не произойти? При каких углах падения это возможно?

Коэффициенты всестороннего сжатия стекла и воды равны соответственно B₁ = 3, 7·10¹⁰ Па и B₂ = 2, 2·109 Н/м³, плотности стекла и воды ρ ₁ = 2, 6∙ 10³ кг/м³ и ρ ₂ = 10³ кг/м³.

Решение

1. Определяем скорость звука в стекле и воздухе

2. Волна может не пройти в ту среду, где ее скорость больше, т.е. в стекло. Для нахождения предельного угла падения звуковой волны на границу раздела вода-стекло записываем закон преломления . Синус предельного угла , предельный угол . При углах падения звуковая волна не сможет пройти из воды в стекло, испытает полное внутреннее отражение.

Тест «Интерференция. Стоячие волны»

1. Явление интерференции при наложении волн наблюдается только в том случае, если…

А. Частоты и фазы волн, приходящих в какую-либо точку, одинаковы.

Б. Частоты и фазы волн, приходящих во все точки, одинаковы.

В. Частоты волн одинаковы и разность фаз волн, приходящих в любую точку, неизменна с течением времени.

Г. интерференция наблюдается при любом наложении волн одинаковой частоты

2. При наложении когерентных волн наблюдается следующее…

А. все точки среды неподвижны и смещены от положения равновесия на разные расстояния. В точках максимума смещение равно , в точках минимума смещение составляет . Смещение всех остальных точек < А < .

Б. все точки среды разделились на точки максимума, колеблющиеся с амплитудой , и точки минимума, колеблющиеся с амплитудой

В. все точки среды колеблются. Точки максимума колеблются с амплитудой , точки минимума колеблются с амплитудой . Амплитуды колебания все остальных точек лежат в интервале < А < .

3. Два динамика подключены к выходам двух генераторов электрических колебаний и излучают звуковые волны длиной 2 м. Определите результат интерференции волн в точках 1 и 2, если генераторы работают в противофазе.

А. В точках 1 и 2 – максимум

Б. В точках 1 и 2 – минимум

В. В точке 1 – максимум, в точке 2 – минимум

Г. В точке 1 – минимум, в точке 2 – максимум

4. Струна на скрипке имеет длину 32 см (между точками закрепления). Скорость волны в струне 280 м/с. Определите частоту основного тона, на котором звучит струна.

А. 179, 2 Гц Б. 437, 5 Гц В. 875 Гц Г. 1750 Гц

5. Два динамика излучают звуковую волну длиной 1 м с разностью фаз . Наблюдатель располагается на расстоянии 2 м от одного динамика и 2, 5 м от другого. Какова амплитуда результирующей волны в точке наблюдения, если амплитуды обеих волне в точке наблюдения одинаковы и равны А₀?

А. А = 2 А₀ Б. А = 0 В. А = А₀

Г. Определить результат интерференции не возможно, ибо или .

6. Как выглядит закон преломления звуковой волны на границе раздела двух сред?

А. , где и - углы между направлением распространения волны и границей раздела сред, и – скорости волны в первой и второй среде соответственно.

Б. , где и - углы между направлением распространения волны и перпендикуляром к границе раздела сред; и – скорости волны в первой и второй среде соответственно.

В. , где и - углы между направлением распространения волны и границей раздела сред, и – скорости волны в первой и второй среде соответственно.

Г. , где и - углы между направлением распространения волны и перпендикуляром к границе раздела сред; и – скорости волны в первой и второй среде соответственно.

7. На границе раздела воды и воздуха звуковая волна может испытывать полное внутреннее отражение – она не проходит во вторую среду, полностью отражаясь от границы раздела и возвращаясь в первую среду. В какую среду, в воздух или в воду, может не попасть звуковая волна? Каким должен быть угол падения волны в этом случае? Скорость звука в воздухе принять равным 340 м/с, в воде – 1480 м/с.

А. Звуковая волна может не пройти из воды в воздух при углах падения .

Б. Звуковая волна может не пройти из воды в воздух при углах падения .

В. Звуковая волна может не пройти из воздуха в воду при углах падения .

Г. Звуковая волна может не пройти из воздуха в воду при углах падения .

8. Вы идете по коридору и слышите из-за угла голос директора. Свидетелем какого физического явления вы стали?

А. интерференции

Б. дифракции

В. преломления

Д. многократного отражения звуковой волны от стен здания

9. На пути плоской волны, бегущей по поверхности воды, поставлена преграда со щелью. За преградой наблюдают дифракционную картину.

Как изменится дифракционная картина, если ширину щели уменьшить?

А. 1 Б. 2 В. 3 Г. Дифракционная картина не изменится

10. На пути плоской волны, бегущей по поверхности воды, поставлена преграда со щелью. За преградой наблюдают дифракционную картину.

Как изменится дифракционная картина, если при неизменной ширине щели увеличится длина волны?

А. 1 Б. 2 В. 3 Г. Дифракционная картина не изменится