- 光的折射:折射率
- 共2037题
一束光线以45°的入射角从空气投射到三棱镜的一个侧面上,在棱镜中发生折射,方向如图所示,并恰在另一侧面上发生全反射,由以上条件,计算三棱镜顶角的大小.
正确答案
750
在《测定玻璃砖的折射率》的实验中,有一位同学根据所学光学知识采用另一种方法测定了半圆柱形玻璃砖的折射率。该同学的具体做法是:先在白纸上作两条互相垂直的直线MN和QO,交点为O,再以O为圆心画一玻璃砖相同的半圆;将玻璃砖平放在白纸上,使其与所画的半圆重合,在玻璃砖外的QO上插两枚大头针P1和P2,然后缓慢让玻璃砖绕O点顺时针转动,并且在直径AB这一侧不断观察,当玻璃砖转动到一定的位置时,突然发现在这一侧任何位置都看不到P1和P2的像,记下这时玻璃砖的位置,如图所示,然后移去玻璃砖。
请你根据上述实验过程,回答下列问题
(1)该同学需要测出的物理量及符号是 。(并请在图中标出)
(2)计算折射率的表达式为 。(用所测物理量的符号表示)
正确答案
(1)玻璃砖转动的角度
(2)
略
如图13-1-10所示,一束平行单色光的宽度为d,由空气射入某液体中,入射角为45°,已知该液体的折射率为,则光束在液体中传播时的宽度d′=_________.
图13-1-10
正确答案
光束传播的光路图如图20所示,设折射角为r,
图20
由折射定律:,将θ=45°,
代入得r=30°.
由图知:OO′=,同理d′=OO′·cosr=
·cosr=d·cos30°/cos45°=
水面下一单色光源发出的一条光线射到水面的入射角为30°,从水面上射出时的折射角是45°,求:①水的折射率;②光在水面上发生全反射的临界角.
正确答案
①②C=45°
试题分析:①由折射定律得
(2分)
②刚好全反射,有(2分)
得C=45°(1分)
点评:本题难度较小,画出光路图,根据折射定律和全反射关系求解即可
一束光线射到一个玻璃球上,如图19-2-10所示,该玻璃圆球的折射率是,光线的入射角是60°.求该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的方向.
图19-2-10
正确答案
出射光线相对于入射光线的偏角为60°
提升能力
该束光线射入玻璃体后的光路如图所示.
i1=60°,n=
则由
由几何关系可知i2=r1=30°
r1+∠1=60°,i2+∠2=r2
则∠1=30°,∠2=30°
由此可得出射光线相对于入射光线的偏角为∠3=∠1+∠2=60°.
如图15-20所示,两束平行的甲光和乙光,相距为d,斜射到置于空气中的平行玻璃砖上,当它们从玻璃砖的下表面射出时( )
图15-20
正确答案
AC
若甲为紫光,乙为红光,相同的入射角,甲的折射角小,画图容易看出两出射光线间的距离增大,故选项A正确.若甲为红光,乙为紫光,相同的入射角,甲的折射角大,但由于玻璃砖的厚度未知,两条出射光线的位置不能确定,出射光线的距离可能为零,可能大于d,也可能小于d,故选项C正确.
电线杆AB前有一条小河,河对岸站一人,如图所示,用作图法画出此人通过水面能看到的电线杆的部分.
正确答案
人通过水面能看到电线杆的部分为CD,光路如图所示.
[方法一]利用平面镜成像的对称性做出电线杆AB通过水面所成的像,分别做出眼睛与河岸两边缘的连线EP和EQ并延长,与电线杆的像交于
、
两点,根据对称性作出C、D,连接CP、DQ,画出表示光线传播方向的箭头,则人通过水面能看到电线杆的部分为CD,光路如图所示.
[方法二]根据平面镜成像的对称性作出人眼E的像,作出
与河岸两边缘的连线
并延长,与电线杆交于C、D,画出表示光的传播方向的箭头,则CD部分即是所求,光路如图所示.
补充
水面可视为一平面镜,人通过水面观察电线杆,即是观察电线杆通过水面所成的像,因此本题属平面镜成像的作图问题.
[思路一]人能看到物体,是因为物体发出的光射入人的眼睛,因此本题是求解电线杆的哪些部分发出的光经平面镜反射后可射入人眼.利用平面镜成像的对称性,作出电线杆AB的像,然后做出能射入人眼睛中的反射光线即可求解人通过水面看到的电线杆的部分.
[思路二]利用光路可逆性,AB发出的光经水面反射后能射入人眼,则若把人眼想像成一点光源,此问题可转化成求解人眼睛发出的光通过水面反射后能照亮电线杆的部分.
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L的距离,则在相同的时间内,红光在玻璃中传播的距离应该是_____。
正确答案
略
半径为r的圆形木板浮在深H的贮水池的水面上,在木板圆心的正上方h高处有一点光源s,求在水池的平底上影圈的半径R是多少?水的折射率为n。
正确答案
点光源s射向圆形木板边缘的光线进入水中后折向水底,在水底以O为圆心,以R为半径的圆形区域是点光源s发射的光线照射不到的影区(如图34)
由,
得
(2分)下图是光线从空气射入水中的示意图。图中是小婷同学画的光的折射光路图。她画得对吗?为什么?
正确答案
小婷同学画得不对。(1分)
因为光线从空气射入水中,入射角大于反射角。(1分)
由图可知,折射光线远离法线了,所以小婷同学画得不对,因为光线从空气射入水中,折射光线向法线偏折,且入射角大于折射角.
本题主要考查的是光的折射现象的光路图.
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