- 光的折射定律
- 共1641题
(1)如图所示,S′为发光点S在平面镜MN中的像,若S发出的一条光线SO经平面镜反射后过P点,请在图中找出发光点S的位置,并完成光路.
(2)如图所示的是一条经水面反射后的光线,在图中画出其入射光线的准确方向及对应的折射光线的大致方向.
正确答案
(1)根据对称性作出像点S′的物点S,连接PS′,与镜面的交点为入射点O,再连接SO,画上箭头,如图1所示:
(2)因为反射光线在水中,所以入射光线也在水中,根据反射定律得知反射角跟入射角相等.
因为入射光线在水中,所以折射光线在空气中,并且折射角大于入射角.画出光路图如图2所示.
[物理选修3-3模块]
如图所示,a、b两束不同的单色光平行地从空气射入水中,发生折射,α>β,则下列说法正确的是______
A.水对光束a的折射度较大
B.水中光束b的速度较小
C.光束a频率较大
D.若从水中射向空气,光束a的临界角比光束b的临界角大.
正确答案
A、由图看出,a、b两束光的入射角相等,折射角α>β,根据n=可知,水对a光的折射率较小.故A错误.
B、水对b光的折射率较大,由v=可知,水中光束b的速度较小.故B正确.
C、水对a光的折射率较小,对b光的折射率较大,则光束a频率较小,光束b频率较大.故C错误.
D、水对a光的折射率较小,由临界角公式sinC=分析可知,从水中射向空气,光束a的临界角比光束b的临界角大.故D正确.
故选BD
如图所示,折射率为、长为30m的细长透明体放在空气中,光从A端射入沿透明体传播到B端面。求光在透明体中从A端传播到B端所需时间的最小值和最大值。
正确答案
2×10-7s
光在透明体中的传播速度为:v=c/n=3×108/ (m/s), …… 2分
当光垂直A端面射入时,时间最小,t min =L/v=30/(3×108/)=1.4×10-7s;…… 2分
当光约平行A端面射入时,折射角最大=C,α最小 (答图1) ;∵sinC=1/n=1/
∴ C=45°。则α=90°-C=45°,光线恰好发生全反射,所需时间最长,…… 2分
即tmax=L/vcosC=2×10-7s …… 2分
如图所示为ABC是三角形玻璃砖的横截面,∠ABC=90°,∠BAC=30°,一束平行于AB的光束从AC边射入玻璃砖,EF是玻璃砖中的部分光路,且EF与AC平行,则玻璃砖的折射率为______,光束______(填“能”或“不能”)从F点射出玻璃砖.
正确答案
作出光路图,根据几何知识得:i=60°.
因EF∥AC,光线在BC面上发生反射,根据反射定律和几何知识可知,r=30°
则折射率 n==
=
设玻璃的临界角为C,则
sinC==
<
∴C<60°
根据几何知识得知,i′=60°>C,故光线在F点发生全反射,所以光束不能从F点射出玻璃砖.
故答案为:,不能;
半径为R的半圆柱形玻璃,横截面如图所示,O为圆心,已知玻璃的折射率为,当光由玻璃射向空气时,发生全反射的临界角为45°.一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上,经玻璃折射后,有部分光能从MN平面上射出.求能从MN射出的光束的宽度为多少?
正确答案
如图所示,进入玻璃中的光线①垂直半球面,沿半径方向直达球心位置O,且入射角等于临界角,恰好在O点发生全反射.光线①左侧的光线(如:光线②)经球面折射后,射在MN上的入射角一定大于临界角,在MN上发生全反射,不能射出.
光线①右侧的光线经半球面折射后,射到MN面上的入射角均小于临界角,能从MN面上射出.
最右边射向半球的光线③与球面相切,入射角i=90°.
由折射定律知:sinr==
则:r=45°
故光线③将垂直MN射出,所以在MN面上射出的光束宽度应是:
OE=Rsinr=R
答:从MN射出的光束的宽度为R.
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