标准解析
温度、声速与折射角
先把温度关系转为声速关系:。波的折射满足 ,其中角度均从界面的法线量起,本图法线为竖直方向。
在 P 点,声音由 B 进入 A,声速减小。由折射关系,折射角也减小,所以折射声线更靠近竖直法线,选择图中的(a)。在 Q 点,声音由 B 进入 C,声速增大,折射角增大,因此声线更偏离法线、更靠近水平界面,对应(c)。
正确组合为 P处(a)、Q处(c)。判断时不要把光学中常用的折射率大小直接套到温度排序上;本题已经给出声速与温度的关系,直接由波速比较即可。跨界面时频率保持不变,改变的是传播速度、波长和传播方向,音调不会因为这种静止界面的折射而改变。
两条声线都从B出发,但一条去较慢介质、一条去较快介质,因此偏折趋势恰好相反。比较的是折射角与各自入射角,不是两条不同声线之间谁的角度更大。图中的虚线是原来传播方向的延长线,可用来判断候选声线向法线偏还是离法线偏。温度符号 在此只用于排序,不要求把温度转成绝对温度代入声速公式,题面已经给足了所需规律。