题目
在水/钢界面上,水中入射角为7°,在钢中主要存在的振动波型是()A. 纵波B. 横波C. 纵波、横波同时存在D. 纵波、横波都不存在
在水/钢界面上,水中入射角为7°,在钢中主要存在的振动波型是()
- A. 纵波
- B. 横波
- C. 纵波、横波同时存在
- D. 纵波、横波都不存在
题目解答
答案
C
解析
步骤 1:确定入射角和介质
题目中给出的入射角为7°,介质为水和钢。水的声速约为1500 m/s,钢的声速约为5900 m/s。
步骤 2:计算临界角
根据斯涅尔定律,当入射角等于临界角时,折射角为90°。临界角θc可以通过以下公式计算:
\[ \sin(\theta_c) = \frac{v_1}{v_2} \]
其中,v1是水中的声速,v2是钢中的声速。将数值代入公式:
\[ \sin(\theta_c) = \frac{1500}{5900} \approx 0.2542 \]
\[ \theta_c = \arcsin(0.2542) \approx 14.78° \]
步骤 3:分析入射角与临界角的关系
题目中给出的入射角为7°,小于临界角14.78°。因此,入射波在钢中会发生折射,同时由于水和钢的声阻抗差异,部分能量会转换为横波。
步骤 4:确定波型
由于入射角小于临界角,入射波在钢中会发生折射,同时由于水和钢的声阻抗差异,部分能量会转换为横波。因此,在钢中主要存在的振动波型是纵波和横波同时存在。
题目中给出的入射角为7°,介质为水和钢。水的声速约为1500 m/s,钢的声速约为5900 m/s。
步骤 2:计算临界角
根据斯涅尔定律,当入射角等于临界角时,折射角为90°。临界角θc可以通过以下公式计算:
\[ \sin(\theta_c) = \frac{v_1}{v_2} \]
其中,v1是水中的声速,v2是钢中的声速。将数值代入公式:
\[ \sin(\theta_c) = \frac{1500}{5900} \approx 0.2542 \]
\[ \theta_c = \arcsin(0.2542) \approx 14.78° \]
步骤 3:分析入射角与临界角的关系
题目中给出的入射角为7°,小于临界角14.78°。因此,入射波在钢中会发生折射,同时由于水和钢的声阻抗差异,部分能量会转换为横波。
步骤 4:确定波型
由于入射角小于临界角,入射波在钢中会发生折射,同时由于水和钢的声阻抗差异,部分能量会转换为横波。因此,在钢中主要存在的振动波型是纵波和横波同时存在。