光的折射：折射率_章节学习

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题型：简答题

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简答题

折射率为的玻璃球，被一束光线照射，若入射角i=600求：

（1）入射处反射线与折射线的夹角；

（2）光线从球射入空气的折射角。（要求画出规范的光路图）

正确答案

（1）入射处反射光与折射光的夹角为（2）

本题考查的是光的折射的问题，根据折射定律，折射角为30°，根据反射定律可知反射角为60°，入射处反射光与折射光的夹角为；再根据折射定律可计算出光线从球射入空气的折射角为60°；

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题型：简答题

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简答题

（1）（5分）一列简谐横波沿直线ab传播，ab=2m，a、b两点的振动情况如图所示，下列说法中正确的是（）

（2）（10分）如图所示，由某种透明物质制成的直角三棱镜ABC，折射率为n，。一细束光线在纸面内从O点射人棱镜，光线与AB面间的垂线夹角为，通过观察发现此时无光线从AC面射出，有光线垂直于BC面从棱镜射出。稍稍减小，则可以观察到AC面有光线从棱镜射出。求：

①该透明物质的折射率n。

②光线与AB面间的夹角。（结果可以用夹角的三角函数表示）

正确答案

略

（1）AC （2）（10分）

解： ①由题意可知，光线射向AC面的恰好发生全反射反射光线垂直于BC面从棱镜射出，光路图如下图设该透明物质的临界角为C，由几何关系可知

C=θ2=θ1="60° " ① ② ③

②由几何关系r=30°④ 由折射定律 ⑤⑥

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题型：填空题

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填空题

如图所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M，若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，则n1_______n2（填“>”,“<”或“=”）；______为红光。

正确答案

<，b

本题考查光的折射及物质的折射率计算的相关知识。

我们知道，光在空气中的传播速度可近似于真空中的传播速度，空气中红光的波长比蓝光的波长大，因此由公式可知，红光的频率小于蓝光的频率；光在玻璃中的折射率n为：，表示光在真空中的传播速度，表示光在玻璃中的传播速度，而红光在玻璃中的传播速度比蓝光在玻璃中的传播速度大，所以①红光在玻璃中的折射率小于蓝光在玻璃中的折射率，即。②从图中可知b为红光（折射率大的光在玻璃中偏折越厉害）。

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题型：简答题

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简答题

如图所示，某三棱镜的截面是一直角三角形，棱镜材料的折射率为n，底面BC涂黑，入射光沿平行于底面BC的方向射向AB而，经AB和AC折射后射出．为了使上述入射光线能从AC面射出，求折射率n的取值范围．

正确答案

画出光路图如图所示．

因为入射光平行于BC面，i=60°

由折射定律有=n，解得sinα=

光折到AC面上时，=n

由几何关系可得：α+β=90°

则sinβ=cosα==

sinr=nsinβ=

要使有光线从AC面射出，应有sinr≤1：即≤1

解得n≤．

答：折射率n的取值范围1＜n≤．

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题型：简答题

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简答题

（9分）如图所示，一等腰直角三棱镜，放在真空中，．在棱镜侧面左方有一单色光源S，从S发出的光线SD以60°入射角从AB侧面中点射入三棱镜，当它从侧面AC射出时，出射光线与棱镜侧面AC间的夹角为30°．求此三棱镜的折射率并作出光路图．

正确答案

试题分析：由折射定律，光线在AB面上折射时有：；（2分）

在AC面上出射时，；（1分）

由几何关系，，。（2分）

联立解得：，（2分）

折射率（2分）

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题型：填空题

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填空题

如图所示的装置测定玻璃的折射率，在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖，使二者的圆心重合，使一激光束从玻璃圆弧面一侧入射并垂直平面AOB，通过圆心O射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘上所对应的位置的刻度. 以圆心O为轴逆时针转动光具盘，同时观察从平面AOB一侧出射光线的变化，出射光线不断向下偏转并越来越暗，直到刚好看不到出射光线为止.记下这时入射光线在光具盘上对应的刻度，光具盘上两次刻度之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的_______.玻璃折射率的表达式n=_______.

正确答案

临界角；1/sinθ

以圆心O为轴逆时针转动光具盘，这样会使入射角增大，当看不到出射光线时，则会发生全反射，所以光具盘上两次刻度之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的临界角，玻璃折射率的表达式n

故答案为：临界角；1/sinθ

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题型：简答题

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简答题

[物理-选修3-4]

（1）如图1所示，在xOy平面内有一列沿x轴传播的简谐横波，频率为2.5HZ．在t=0时，P点位于平衡位置，且速度方向向下，Q点位于平衡位置下方的最大位移处．则在t=0.35s时，P、Q两质点______

A．位移大小相等，方向相同

B．速度大小相等，方向相同

C．速度大小相等，方向相反

D．加速度大小相等，方向相反

（2）两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图2所示．已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O；另一条光线的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点．已知玻璃截面的圆半径为R，OA=，OP=R．求玻璃材料的折射率．

正确答案

（1）由题，频率为f=2.5Hz，则周期为T=0.4s．在t=0时，P点位于平衡位置，且速度方向向下，Q点位于平衡位置下方的最大位移处，画出波形如实线所示．

若波沿x轴正方向，在t=0.35s=T时，波形向右平移波长，如图虚线所示，由图看出，该时刻两质点的位移大小相等，方向相反，速度大小，方向相同；加速度大小相等，方向相反．

若波沿x轴负方向，同理得到同样的结论．

故选BD．

（2）作出光路如图所示，其中一条光线沿直线穿过玻璃，可知O点为圆心；

另一条光线沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，入射角设为θ1，折射角设为θ2

则sinθ1==

得θ1=300

因OP=R，由几何关系知BP=R，则折射角θ2=600

由折射定律得玻璃的折射率为n====1.73．

答：玻璃的折射率为1.73．

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题型：简答题

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简答题

(8分)【物理—物理3—4】

一足够人的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部中央放一点光源，其中一条光线以30°入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105°，如图．求：

(1)这种液体的折射率；

(2)液体表面亮斑的面积．

正确答案

（1）（2）

（8分）【物理—物理3—4】

解：由图知：入射角折射角

（2）若发生全反射，入射角C应满足

C=45°

亮斑半径

亮斑面积

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题型：填空题

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填空题

某种单色光在真空中的波长为λ，速度为c，普朗克恒量为h，现将此单色光以入射角i由真空射入水中，折射角为r，则此光在水中的波长为______，每个光子在水中的能量为______．

正确答案

光的折射率为n= ①

光在水中与真空中频率相同，设为γ．设此光在水中的波长为λ′，速度为v．

由n=，c=λγ，v=λ′γ得，n= ②

由①②联立解得，此光在水中的波长为λ′=；

光子的能量为E=hγ=h

故答案为：，h

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题型：简答题

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简答题

（8分）在龟峰山风景区的盘山公路路面上等间距地镶嵌一些玻璃球，当夜间行驶汽车的车灯照上后显得非常醒目，以提醒司机注意安全。若小玻璃球的半径为R=2cm，折射率是，如图所示，今有一束平行光沿直径AB方向照在小玻璃球上，若在距离直径AB为h的C点入射平行光经折射―反射―折射再射出玻璃球时能与原来的方向相反，即实现“逆向反射”，试求C到直径AB距离h的大小．

正确答案

1.732cm

试题分析：光路图如下设C点对应入射角为，折射角为，

则有（2分）

玻璃小球出射光线与入射光线平行的条件是（2分）

故有：（2分）

故离AB的距离为：=1.732cm（2分）

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正确答案

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