- 光的折射定律
- 共1641题
(9分)如图所示,一等腰直角三棱镜,放在真空中,.在棱镜侧面
左方有一单色光源S,从S发出的光线SD以60°入射角从AB侧面中点射入三棱镜,当它从侧面AC射出时,出射光线与棱镜侧面AC间的夹角为30°.求此三棱镜的折射率并作出光路图.
正确答案
试题分析:由折射定律,光线在AB面上折射时有:;(2分)
在AC面上出射时,;(1分)
由几何关系, ,
。 (2分)
联立解得:,(2分)
折射率 (2分)
如图所示的装置测定玻璃的折射率,在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖,使二者的圆心重合,使一激光束从玻璃圆弧面一侧入射并垂直平面AOB,通过圆心O射出玻璃砖,记下入射光束在光具盘上所对应的位置的刻度. 以圆心O为轴逆时针转动光具盘,同时观察从平面AOB一侧出射光线的变化,出射光线不断向下偏转并越来越暗,直到刚好看不到出射光线为止.记下这时入射光线在光具盘上对应的刻度,光具盘上两次刻度之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的_______.玻璃折射率的表达式n=_______.
正确答案
临界角;1/sinθ
以圆心O为轴逆时针转动光具盘,这样会使入射角增大,当看不到出射光线时,则会发生全反射,所以光具盘上两次刻度之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的临界角,玻璃折射率的表达式n
故答案为:临界角;1/sinθ
[物理-选修3-4]
(1)如图1所示,在xOy平面内有一列沿x轴传播的简谐横波,频率为2.5HZ.在t=0时,P点位于平衡位置,且速度方向向下,Q点位于平衡位置下方的最大位移处.则在t=0.35s时,P、Q两质点______
A.位移大小相等,方向相同
B.速度大小相等,方向相同
C.速度大小相等,方向相反
D.加速度大小相等,方向相反
(2)两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图2所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O;另一条光线的入射点为A,穿过玻璃后两条光线交于P点.已知玻璃截面的圆半径为R,OA=,OP=
R.求玻璃材料的折射率.
正确答案
(1)由题,频率为f=2.5Hz,则周期为T=0.4s.在t=0时,P点位于平衡位置,且速度方向向下,Q点位于平衡位置下方的最大位移处,画出波形如实线所示.
若波沿x轴正方向,在t=0.35s=T时,波形向右平移
波长,如图虚线所示,由图看出,该时刻两质点的位移大小相等,方向相反,速度大小,方向相同;加速度大小相等,方向相反.
若波沿x轴负方向,同理得到同样的结论.
故选BD.
(2)作出光路如图所示,其中一条光线沿直线穿过玻璃,可知O点为圆心;
另一条光线沿直线进入玻璃,在半圆面上的入射点为B,入射角设为θ1,折射角设为θ2
则sinθ1==
得θ1=300
因OP=R,由几何关系知BP=R,则折射角θ2=600
由折射定律得玻璃的折射率为n==
=
=1.73.
答:玻璃的折射率为1.73.
如图所示,横截面是直角三角形ABC的三棱镜对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2.一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB垂直射入,从另一个侧面AC折射出来.已知棱镜的顶角∠A=30°,AC边平行于光屏MN,且与光屏的距离为L.求在光屏上得到的可见光谱的宽度.
正确答案
本题考查光的色散.光路如图所示.
设射到屏上的红光和紫光偏离O点的距离分别为d1和d2,折射角分别为θ2和θ3,入射角θ1=30°,则由折射定律
(2分)
(2分)
得sinθ2=n1sinθ1=n1 (1分)
sinθ3=n2sinθ1=n2
(1分)
则d1=Ltanθ2=L (1分)
d2=Ltanθ3=L (1分)
则可见光谱的宽度为
d2-d1=L().
略
(8分)在龟峰山风景区的盘山公路路面上等间距地镶嵌一些玻璃球,当夜间行驶汽车的车灯照上后显得非常醒目,以提醒司机注意安全。若小玻璃球的半径为R=2cm,折射率是,如图所示,今有一束平行光沿直径AB方向照在小玻璃球上,若在距离直径AB为h的C点入射平行光经折射―反射―折射再射出玻璃球时能与原来的方向相反,即实现“逆向反射”,试求C到直径AB距离h的大小.
正确答案
1.732cm
试题分析:光路图如下设C点对应入射角为,折射角为
,
则有(2分)
玻璃小球出射光线与入射光线平行的条件是(2分)
故有: (2分)
故离AB的距离为:=1.732cm(2分)
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