- 光的折射定律
- 共1641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 ⑤
⑥
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)。
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≤.
(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
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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