- 光的折射:折射率
- 共2037题
在一个开口的存有某种液体的容器内竖直插入一直尺,从尺的对面一点P观察液面,可以同时看到直尺在液中部分和露出液面的部分在液体中的像,如发现直尺在液面下的刻度S1与露出液面的刻度S2的像S2’重合;直尺在液面下的刻度S3与露出液面的刻度S4的像S4’重合(图1中仅画出前一部分).量得S1、S3离水面距离分别为a和b,S2、S4离液面的距离分别为a1和b1,求此液体的折射率.
正确答案
设液体的折射率为n,容器右边缘与直尺距离为d,由平面镜成像的对称性知,S2在液下的像S2’与液面相距也为a1(图2).刻度S1至观察点P的入射角和折射角分别为r和i.根据折射定律和光路可逆性,或
即
……(1)
对液面下的刻度S3和露出液面的刻度S4和像S4’(可以把S1看作S3,S2’看作S4’,离液面距离相应变为B.b1,同理可得
……(2)
联立(1)(2)两式,得,即
,
所以
如图所示,一条红色光线和另一条紫色光线,以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃砖,其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出.则可知 ( )
正确答案
BC
本题考查光的折射及光在介质中的速度.由图及折射定律知,玻璃对AO的折射率大,对BO的折射率小.由于玻璃对红光的折射率小,对紫光的折射率大,所以BO为红光,AO为紫光.光在介质中的传播速度为,可知红光在玻璃中的速度大于紫光在玻璃中的速度.由
知,红光比紫光穿过玻璃所需的时间短.故正确选项为BC.
一单色光射入一折射率为的玻璃圆球,当入射角为θ时,发现恰可在球外三个不同方向上看到折射出的光线,如图所示.则角θ为 .
正确答案
本题考查光的反射和全反射.当平面镜旋转θ角时,反射光线转过的角度为2θ,反射光线在水面处的入射角也是2θ,光路图如图所示.红光的临界角最大,当红光发生全反射时,其他色光早已发生了全反射.故当2θ=时,无光线射出水面,此时镜面转过的角度θ=
.
光在某种介质中的传播速度为1.5×m/s,则光从此介质射向真空的临界角是 .
正确答案
30°
本题考查折射定律及全反射.折射率为
则sinC=,故临界角为30°.
(1)作出后来的光路示意图,标出P′位置(在答卷纸上作图);
(2)透明体的厚度为多大?
(3)光在透明体里运动的时间多长?
正确答案
(1)
(2) d=1.5cm (3)
(1)后来的光路图如下图所示
(2)由折射定律得 r="30° " ①
由几何关系得
2dtan30°+3.46=2dtan60° 解得d="1.5cm " ②
(3)cm ③
m/s ④
s
玻璃对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2,如果紫光在玻璃中传播的距离为L,则在同一时间里红光在玻璃中传播的距离为
正确答案
。
根据,
,
,红光在玻璃中传播的距离为
,联立可得x=
故答案为:
如图,一束波长为0的红光,从空气中垂直于三棱镜的AB面入射,从AC面射出方向如图所示.则玻璃对红光的折射率、红光在玻璃中的传播速度、红光在玻璃中的波长各是多少?
正确答案
1.4 2.14×108 m/s 0.70
作出光路图,标出入射角、折射角如图所示.由折射率定义得
n=sin45°/sin30°=1.4
传播速度v==2.14×108 m/s
红光在玻璃中的波长
=
=
=0.7
0.
一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面).现要测定此玻璃的折射率,给定的器材还有:白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器.实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸面上画出直线aa′和 bb′,aa′表示镀银的玻璃表面,bb′表示另一表面,如图6所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图).用P1、P2的连线表示入射光线.
小题1:为了测量折射率,应如何正确使用大头针P3、P4?
试在题图中标出P3、P4的位置.
小题2:然后,移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角1与折射角θ2.简要写出作图步骤.
小题3:写出用θ1、θ2表示的折射率公式为n= .
正确答案
小题1:在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射、aa′反射,再经bb′折射)的像,在适当的位置插上P3,使得P3与P1、P2的像在一条直线上,即让P3挡住P1、P2的像;再插上P4,让它挡住P2(或P1)的像和P3,P3、P4的位置如图所示.
小题2:①过P1、P2作直线与bb′交于O;
②过P3、P4作直线与bb′交于O′;
③利用刻度尺找到OO′的中点M;
④过O点作bb′的垂线CD,过M点作bb′的垂线与aa′相交于N,如图所示,连接ON;
⑤∠P1OD=θ1,∠CON=θ2
小题3:n=
小题1:在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射、aa′反射,再经bb′折射)的像,在适当的位置插上P3,使得P3与P1、P2的像在一条直线上,即让P3挡住P1、P2的像;再插上P4,让它挡住P2(或P1)的像和P3,P3、P4的位置如图所示.
小题2:①过P1、P2作直线与bb′交于O;
②过P3、P4作直线与bb′交于O′;
③利用刻度尺找到OO′的中点M;
④过O点作bb′的垂线CD,过M点作bb′的垂线与aa′相交于N,如图所示,连接ON;
⑤∠P1OD=θ1,∠CON=θ2
小题3:由折射率的定义可得n=
如图13-1-5所示,一束平行光以30°的入射角从玻璃射向空气中,折射角为45°.求:
图13-1-5
(1)玻璃的折射率;
(2)光在玻璃中的传播速度.
正确答案
(1) (2)2.12×108 m/s
若光从玻璃射向空气中时,入射角为30°,折射角为45°;若光从空气射向玻璃时,入射角为45°,根据光路的可逆性知,折射角一定为30°,由折射定律得:玻璃折射率n==
.由折射率与光速的关系n=
得:光在玻璃中的传播速度v=
=
m/s≈2.12×108 m/s.
(1)它在真空中的波长.
(2)进入折射率为的透明介质中,这束激光的波长、波速又是多少?
正确答案
(1)6.3×m (2)4.4×
m 2.1×
m/s
由c=λf
得λ==
m=6.3×
m
在介质中的波速为
v=m/s=2.1×
m/s
由v=f得在介质中的波长
=
=
m=4.4×
m.
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