- 光的折射:折射率
- 共2037题
(9分)如图,厚度为D的玻璃砖与水平实验桌成45°角放置。红色激光束平行于水平桌面射到玻璃砖的表面,在桌面上得到两个较亮的光点,测得
间的距离为L。求玻璃砖对该红色激光的折射率。
正确答案
试题分析:由折射定律有:sin450/sinγ=n (3分)
直角三角形MNR中sinγ=PN/2MN MN= (3分)
在直角三角形PQN中PN=L 解得n=
(3分)
如图所示,某棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC,其折射率为.一束单色光从AB面入射,恰好在AC面上发生全反射,求:
①光在AB面的入射角的正弦值; ②光在棱镜中的传播速度.
正确答案
①②
m/s
试题分析:
①光路如图
得
解得
②m/s
如图所示为玻璃厚度检测仪的原理简图,其原理是:固定一束激光AO以不变的入射角θ1照到MN表面,折射后从PQ表面射出,折射光线最后照到光电管C上,光电管将光信号转变为电信号,依据激光束在C上移动的距离,可以确定玻璃厚度的变化.设θ1=45°,玻璃对该光的折射率为,C上的光斑向左移动了Δs,则可确定玻璃的厚度比原来变________(填“厚”或“薄”)了________.
正确答案
(1) 厚
如图示:由折射定律可知,射出玻璃的光线和进入玻璃的光线是平行的,当玻璃变厚图中虚线示,光斑向左移动;如右图示由,得到
(4分)如图所示,是一个学生课后做的“用广口瓶和直尺测定水
的折射率”小实验.请填写下述实验步骤中的空白.①用直尺测
出广口瓶瓶口内径d;②在瓶内装满水;③将直尺沿瓶口边缘
插入水中;④沿广口瓶边缘向水中直尺正面看去,若恰
能看到直尺的零刻度(即图中A点),同时看到水面上B点刻度的
像恰与A点的像相重合;⑤若水面恰与直尺的C点相平,读出
和 的长度;⑥由题中所给条件,可以计算水的折射
率为 .
正确答案
竖直 (1分) BC (1分) AC (2分)
由几何知识和反射定律知,从A点发出的光线,经水面的P点折射而到达眼睛,其入射角等于∠PAC,折射角等于∠PBC,则水的折射率n==
=
.
[物理--选修3-4]
(1)一列周期为T的简谐横波沿X轴传播,t=0时刻的波形如图1所示.此时平衡位置位于x=3m处的质点正在向上运动,若a、b两质点平衡位置的坐标分别为:xa=2.5m,xb=5.5m,则______
A.当a质点处在波峰时,b质点恰在波谷
B.T=T/4时a质点正在向y轴负方向运动
C.T=3T/4时.b质点正在向y轴负方向运动
D.在某-时刻,a、b两质点的位移和速度可能相同
(2)如图2所示是种折射率n=1.5的棱镜,现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上.入射角的正弦值为Sini=O.75.求:①光在棱镜中传播的速率;
②通过汁算说明此束光线射出棱镜后的方向并画出光路图(不考虑返回到A.B面上的光线).
正确答案
(1)由图知,波长λ=4m,ab平衡位置间的距离为△x=3m=λ,则当a质点处在波峰时,b质点不可能在波谷.故A错误.
B、图1时刻,a质点正在向上运动,则t=T时a质点正在向y轴正方向运动.故B错误.
C、图1时刻,b质点正在向下运动,t=T时b质点正在向y轴方向运动.故C正确.
D、由于a、b平衡位置间的距离为波长,结合波形得知,两质点的位移和速度不可能都相同.故D错误.
故选C
(2)①由n=得,光在棱镜中传播的速率为 v=
=
m/s=2×108m/s
②设光线进入棱镜的折射角为r,由n=,得
sinr==0.5,得r=30°
光线射到BC界面时的入射角为i1=90°-45°=45°
设棱镜的临界角为C,则sinC==
<
,得C<45°,所以光线在BC边发生全反射,根据几何知识得到,光线沿DE方向射出棱镜后的方向与AC边垂直,光路图如图.
答:(1)C;
(2)光在棱镜中传播的速率为2×108m/s.光线沿DE方向射出棱镜后的方向与AC边垂直,光路图如图.
(4分)如图所示,某复合光经过半圆形玻璃砖后分成a、b两束光,其中光束a与法线的夹角为60°,光束b与法线的夹角为45°,已知光在真空中的速度c=3.0×108m/s.则:
(1)a光在玻璃中的传播速度是多少?
(2)入射光绕O点逆时针至少再旋转多大角度就无折射光?
正确答案
(1) (2)
试题分析:(1)根据折射定律: (1分)
所以光在介质中的传播速度: (1分)
(2)由图知b光的折射率小,临界角大,故当b光发生全发射时,折射光线消失
b光的折射率: (1分)
,
(1分)
(10分)在真空中有一正方体玻璃砖,其截面如图所示,已知它的边长为d.在AB面上方有一单色点光源S,从S发出的光线SP以60°入射角从AB面中点射入,当它从侧面AD射出时,出射光线偏离入射光线SP的偏向角为30°,若光从光源S到AB面上P点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等,求点光源S到P点的距离。
正确答案
L=d(
试题分析:(10分)光路图如图所示,由折射定律知,光线在AB面上折射时有n=(1分)
在BC面上出射时n=(1分)
由几何关系有+β=90°(1分)
δ=(60°-)+(γ-β)=30°(1分)
联立以上各式并代入数据解得=β=45°,γ=60°(1分)
所以n=(1分)
光在棱镜中通过的距离s=d=
t(2分)
设点光源到P点的距离为L,有L=ct(1分)
解得L=d(1分)
(10分)桌面上有一玻璃圆锥,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,此三角形的边长为L,如图所示,有一半径为的圆柱形平行光束垂直底面入射到圆锥上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为
,求:
①光在玻璃中的传播速度是多少?
②光束在桌面上形成的光斑的面积是多少?
正确答案
试题分析:①由n=得,光在玻璃中的传播度为v=
=
×108m/s
②作出光路图,如图所示.
由几何知识得到:入射角θ1=60°,
根据折射定律得:n=,代入解得,折射角θ2=30°.
由几何关系可知,产生的光斑直径为d=,面积S=
πd2=
(9分)(2013云南昆明题改编)如图所示,ABC为一透明材料 做成的柱形光学元件的横截面,该种材料折射率n=2,AC为一半径为R的圆弧,D为圆弧面圆心,ABCD构成正方形,在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线,从点光源射入圆弧AC的光中,有一部分不能从AB、BC面直接射出,求这部分光照射圆弧AC的弧长。
正确答案
πR/6
⑵解析:设该种材料的临界角为C,则:sinC=1/n,解得C=30°。如图所示,若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射,则:∠ADF=30°。同理,若沿DG方向射入的光线刚好在BC面上发生全反射,则:∠CDG=30°。因此∠FDH=30°。据几何关系可得:弧FH=×2πR,解得弧FH=πR/6.——9分
如图所示,顶角为30°的等腰玻璃三棱镜ABC,光线由空气垂直AB面进入棱镜,由AC面进入空气中,其折射光线与入射光线之间的夹角为30°,求棱镜的折射率、光在这种玻璃中的传播速度.(已知光在真空中速度为3.0×108m/s)
正确答案
,
×108m/s
试题分析:由图得,入射角为30°,折射角为60°,由光的折射定律得,因为n=
解得v=
=
×108m/s
扫码查看完整答案与解析