- 光的折射定律
- 共1641题
如图所示,水平地面上有一个圆槽,直径d=1.00m,高H=0.50m,底面圆心为O.一个人站在地面上B点,眼睛处于A点.BO间的距离x="2.10" m,AB高y="1.70" m.现在往槽内倒人折射率n=1.60的透明液体后,在A点恰能看到槽底中心O点.求液体的高度h.
正确答案
h=0.22m
设O点发出的光经过液面上的点进入人的眼睛,延长液面直线交AB于C点,则△
ED和△
AC相似,有:
,其中a为
D的长度,解得a=
(H-h)
说明∠γ=530,由折射定律n= 得∠i=300
由几何关系得:htani=
即
解得:h=0.22m
如图所示的玻璃砖为半径为R的半圆形玻璃砖上截取的一部分,其折射率为n,一束光线垂直于AB边入射,当人射点P距AB边中点至少为多远时,曲面上将无光线透射?
正确答案
当射到曲面上的光线发生全反射时将无光线透射.设玻璃的临界角为C,则sinC=.
图中∠PO′O=C,即sin∠PO′O=.
设入射点P距AB边中点的距离为L,由几何知识得
sin∠PO′O=
联立解得,L=
当人射点P距AB边中点至少为时,曲面上将无光线透射.
答:当人射点P距AB边中点至少为时,曲面上将无光线透射.
某种液体的折射率为,在其液面下有一可绕轴O转动的平面镜OA,OA的初始位置与液面平行,在液面和平面镜间充满自左向右的平行光线(如下图),若平面镜以每秒1/16转逆时针匀速转动,则由于平面镜的转动,光线能够射入液面上的空气中,求:
(1)平面镜由初始位置转过多大角度时,光线开始能够射入空气.
(2)镜面旋转一周,射入空气中的光线在空气中持续的时间.
正确答案
(1)超过22.50 (2)1s
如图所示,一个透明的玻璃球的折射率为,一足够强的细光束在过球心的平面内以45°入射角由真空射入玻璃球。
(1)通过作图回答:从各个方向观察玻璃球,能看到几束光线从玻璃球中射出?
(2)射出光线中最强的一束与入射光之间的夹角多大?
正确答案
(1)三条射出光线 (2)α=30°
(1)由折射定律可得光线从真空射入玻璃球时折射角等于30°,同理可得光线从玻璃球射出时的折射角等于45°。光在球面上同时发生折射和反射,光在球内3次反射后光路重复,所以有三条射出光线,如图。
(2)出射光线中,A光线最强。由几何关系可得α=30°
(1)如图甲所示,一列简谐波沿x轴传播,实线为t=0时的波形图,此时P质点向y轴负方向运动,虚线为经过0.01s时第一次出现的波形图,则波沿x轴______(填“正”或“负”)方向传播,波速为______m/s.
(2)某同学欲测直角三棱镜ABC的折射率n.他让光线沿平行于BC边的方向射到三棱镜的侧面AB上,经棱镜AB边和AC边的两次折射和BC边的一次反射后,又从另一侧面AC边上的P点射出.
①在图乙上画出光路图;
②若将射向AB边的光的入射角调整为α=60°,此时的折射角γ=30°,求折射率n的值.
正确答案
(1)由题,此时P质点向y轴负方向运动,根据波形平移法判断出波沿x轴正方向传播.
根据波的周期性可知,波传播的距离为△x=(nλ+1)m=(8n+1)m,n=0,1,2,…
则波速为 v==
m/s=100(8n+1)m/s,n=0,1,2,…
(2))①由题意知:光线在BC面上发生了全反射,画出光路图如图所示.
②根据反射定律和几何关系知:光线在AB面的折射角为γ=30°,
则折射率为 n==
故答案为:(1)正; 100(8n+1)m/s,n=0,1,2,…;
(2)①光路图如图所示.②折射率n的值为.
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