- 光的折射定律
- 共1641题
一个等腰直角三棱镜的截面ABC如图甲所示,一细束绿光从AB面的P点沿平行底面BC方向射人棱镜后,经BC面反射,再从AC面的Q点射出,且有PQ∥BC(图中未画光在棱镜内的光路).若棱镜对绿光的折射率是,则绿光在棱镜中的传播速度是 m/s;如果将一束蓝光沿同样的路径从P点射入三棱镜,也有光线从AC射出,请在图乙中定性作出出射光线(虚线表示绿光的出射光线).
正确答案
;
试题分析:在介质中的光的传播,
因蓝光的折射率大于绿光的折射率,则其射出路线为图中的实线如下图
(10分)如图,一透明球体置于空气中,球半径R=10cm,折射率n= .MN是一条通过球心的直线,单色细光束AB平行于MN射向球体,B为入射点,AB与MN间距为5
cm,CD为出射光线.
(1)补全光路并求出光从B点传到C点的时间;
(2)求CD与MN所成的角α.(写出求解过程)
正确答案
(1) t= 10-9s.(2)α=30°
试题分析:1)连接BC,如图 (2分)
在B点光线的入射角、折射角分别为i、γ,
sini= .所以,i=45° (2分)
由折射定律:在B点有n= ,(1分)
sinγ= ,故γ=30°; (2分)
BC=2Rcosγ,v=
t=10-9s. (1分)
(2)由几何关系可知∠COP=15°,∠OCP=135°,α=30° (2分)
(9分)一个半圆形玻璃砖,某横截面半径为R的半圆,AB为半圆的直径。O为圆心,如图所示,玻璃的折射率为
(i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?
(ii)一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置
正确答案
(i)(ii)右侧与O相距
试题分析:(i)光线垂直AB面入射后传播方向不变,在圆弧面发生折射,射入射角为,如下图所示
出射时发生全反射的临界角,即可得
根据对称性可得入射光的宽度
(ii)由于所以一细束光线在O点左侧与O相距
处垂直于AB从下方入射后在圆弧面发生全反射,根据几何关系可得入射角
,即
在圆弧面反射后根据几何关系入射角仍为,由此发生第三次反射,如下图所示,根据几何关系,可得
所以出射点在O点右侧处。
一玻璃立方体中心有一点状光源.今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体.已知该玻璃的折射率为,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值
正确答案
如图,考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射.根据折射定律,有
①
式中,n是玻璃的折射率,入射角等于,
是折射角.
现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点.由题意,在A点刚好发生全反射,故
②
设线段OA在立方体上表面的投影长为RA,由几何关系,有
③
由题意,上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆,所求的镀膜面积与玻璃立方体的表面积S之比为
④
某种透明物质制成的直角三棱镜ABC,折射率为n,角A等于30°。一细束光线在纸面内从O点射入棱镜,如图所示,当入射角为时,发现刚好无光线从AC面射出,光线垂直于BC面射出。求:
①透明物质的折射率n。
②光线的入射角。(结果可以用
的三角函数表示)
正确答案
①②
:①由题意可知,光线射向AC面恰好发生全反射,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=θ1=θ2=60°,sinC=1/n,
解得n=。…………………………………(1分)
②由几何关系得:r=30°……(1分)
由折射定律…………………(1分)
……………………………(1分)
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