- 光的折射
- 共2353题
关于光的反射与折射,以下说法正确的是( )
正确答案
ABC
光发生反射时,光的传播方向一定改变,有人认为当入射角为0°时,也就是光线垂直界面入射时,反射角为零,光线不改变方向,实际上光的传播方向改变180°,选项A正确.
当入射角为45°时,反射角也为45°,光的传播方向偏转90°,选项B正确.
光发生折射时,一定伴随着反射现象,而当发生全反射现象时,只有反射现象而无折射现象.
在《测定玻璃的折射率》的实验中,已画好玻璃砖界面的两直线aa′和bb′后,不慎误将玻璃砖向上平移,如图13-1-20中的虚线所示,若其他操作正确,则测得的折射率将_______________(填“偏大”“偏小”或“不变”)
图13-1-20
正确答案
不变
测定玻璃折射率的实验关键是找出入射光线在玻璃砖中的折射光线从而找出折射角.现在将其光路图作出后,进行比较,看一看由于玻璃砖向上的平移,是否影响到折射角大小的变化.如右图所示,由图可知,由于是平移,玻璃砖的界面与两直线aa′和bb′的距离与玻璃砖的厚度相同,从玻璃砖出射的光线的出射点和上表面的入射点连线就是在玻璃砖中的折射光线,由右图可知,尽管玻璃砖发生了平移,但是实际上的折射光线(图中的实线)和所作的折射光线(图中的虚线)是互相平行的,也就是说入射光线在玻璃砖中的折射角相同,入射角一定,折射角相同,故不影响实验结果,所以填“不变”.
关于光的折射,错误的说法是( )
正确答案
BC
由光的折射定律知折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内,A选项正确,B选项错误;入射角不一定大于折射角,C选项错误;光线从空气斜射入玻璃时,入射角大于折射角,D选项正确.
如图所示,ABC为一块立在水平地面上的玻璃砖的截面示意图,△ABC为一直角三角形,∠ABC=90°,∠BAC=60°,AB边长度为L=12m,AC垂直于地面放置.现在有一束单色光垂直于AC边从P点射入玻璃砖,折射率n=,已知PA=
L,该束光最终射到了水平地面上某点,试求该点距离C点的距离.(取tan15°≈0.25)
正确答案
由题意知,设临界角为C,则有n=,可得:C=45°
由几何知识得:当单色光照射到AB上时入射角为i=60°>C,将发生全反射,入射点为R,然后射入到BC面上Q点,入射角为i′=30°,取折射角为θ,根据折射定律有:
=n
可得:θ=45°
最终单色光射到地面上的K点,如图有:
AR==
×12m=3m,BQ=(AB-AR)tan30°=(12-3)×
m=3
m,
则CQ=BC-BQ=12m-3
m=9
m,
由此可知:CS=CQcos60°=m,SK=CQsin60°tan15°=
×
×(2-
)≈1.8m
所以入射点距离C点:d=SK+CS=(1.8+)m≈9.5m
答:该点距离C点的距离约为9.5m.
水池深为,一根长棍竖直地插入水底,棍露出水面部分长度为L,现有与水平面夹角为
的太阳光照射到水面上,已知水的折射率为n,求棍在水底的影子的长度。
正确答案
水底的影子长为
如图所示的示意图,且AO长为L,因,所以
,因为
所以,
所以水底的影子长为
用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O为玻璃砖截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖的平面垂直,如图13-1-19所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果.
图13-1-19
(1)在这四个图中肯定把针插错了的是_______________.
(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是_______________,计算玻璃的折射率的公式是_______________.
正确答案
(1)A (2)D n=
(1)垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线,经玻璃砖折射后,折射光线不能与入射光线平行(除过圆心的光线),A选项错.
(2)测量较准确的是图D,因B图的入射光线经过圆心,出射光线没有发生折射,C图的入射光线离圆心太近,射到圆界面上时,入射角太小不易测量,会产生较大的误差.测量出入射角与折射角后,由折射定律求出折射率n=.
如右图所示,折射率为n=的液面上有一点光源S,发出一条光线,垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为h的平面镜M的O点上,当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω逆时针方向匀速转动时,液面上的观察者跟踪观察,发现液面上有一光斑掠过,且光斑到P点后立即消失,求:
(1)光斑在AP过程中的平均速度。
(2)光斑在P点即将消失时的瞬时速度。
正确答案
,4ωh
=
=
,sinθ=
,θ=45°
(1)因为θ=45°,PA=OA=h,t==
,
=
=
(2)光斑转到P位置的速度是由光线的伸长速度和光线的绕O转动的线速度合成的,
光斑在P位置的线速度为2ωh,
所以光斑沿液面向左的速度v=v线/cos45°=2ωh/cos45°=4ωh
如图示,AOB是1/4圆柱玻璃砖的截面,玻璃砖的折射率n=,一束平行光以45°入射角射入玻璃砖的OA面,这些光线中只有一部分能从圆柱的AB面上射出,假设凡射到OB面的光线全部被吸收,也不考虑OA面的 反射作用,试问圆柱AB面上能射出光线部分占AB表面的几分之几?
正确答案
PB=弧AB
sinC=1/n C=45°
设射到D点的光线刚好折射到B点sinβ=0.5,β="30" °
D点以下的光线射到OB面上被吸收. 设射到E点的光线折射到P点刚好全反射E点以上的光线射到圆弧面被全反射 不难求出 θ="15" °,所以弧PB=弧AB.
水底同一深度并列红、黄、绿、紫4个彩色球,从水面正上方垂直俯视,感觉它们由浅到深依次是_____________.
正确答案
紫、绿、黄、红
由小角度入射知识知:,因从红到紫的4种色光折射率依次增大,故四个球看起来由浅到深依次是:紫、绿、黄、红四球.
在真空中波长为400nm的紫光,以53的入射角从空气射入某种透明液体中,折射角为37
)求:
(1)该液体对紫光的折射率;
(2)紫光在该液体中的传播速度;
(3)紫光在该液体中的波长。
正确答案
(1)
(2)由得:
(3)
(8分)如图所示,一个油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时,从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时,仍沿AB方向看去,恰好看到桶底上的点C,C、B两点相距d/4。求:
(1)油的折射率;
(2)已知光在真空中的速度为c,波长为λ0;求光在油中的速度和波长。(结果可保留根号)
正确答案
(1)
(2),
(1)
(1分)
(3分)
(2)由 (2分)
(2分)
图1中AO、BO、CO代表光线从真空射到某种介质界面上的时候入射、反射、折射三条光线中的某一条.已知∠AOB=120°,∠BOC=90°,试求这种介质的折射率.
正确答案
3.72 , ,2.73
假定AO、CO两条光线同在真空里,OB在另一种介质里,那么,如图2所示,介质的界面就应该是垂直于∠AOC的分角线PP′的平面QQ′.于是根据折射定律,AO应该是入射线,OC应该是反射线,OB应该是折射线,所以由光的反射和折射定律以及几何关系,可求这种介质的折射率.用相同的方法可求出另外两种情况(AO、BO和BO、CO在真空中)的介质折射率分别为
、2.73.
如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径.来自B点的光线BM在M点射出,出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知∠ABM=30°,求
①玻璃的折射率.
②球心O到BN的距离.
正确答案
①已知∠ABM=30°,由几何关系知入射角i=∠BMO=30°,折射角β=60°由n==
=
②由题意知临界角C=∠ONB,sinC==
,则球心O到BN的距离d=RsinC=
R.
答:①玻璃的折射率为.
②球心O到BN的距离为R.
在做测定玻璃折射率的实验时:
(1)甲同学在纸正确画出玻璃的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,如图甲所示,其后的操作都正确,但画光路图时,将折射点确定在ab和cd上,则测出的n值将_______.(填“偏小”、“不变”、“偏大”)
(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面,画出的a'b'和c'd'都比实际侧面外侧平移了一些,如图乙所示,以后的操作都是正确的,画光路时将入射点和折射点都确定在a'b'和c'd'上,则测出的n值将________.(填“偏小”、“不变”、“偏大”)
正确答案
(1)不变,(2)偏小,
(1)用实线表示真实的折射光线,虚线表示按实验方法作出的折射光线,如图所示,根据几何知识可得OO1O1′O′是一个平行四边形,即按实验步骤所得的折射光线与实际的折射光线相互平行,故折射角的测量值和真实值相等,所以该同学测得的折射率与真实值大小相等。
(2)同理可画出光路图分析出偏小。
在水面上放置一个足够大的遮光板,板上有一个半径为r的圆孔,圆心的正上方h 处放一个点光源S,在水面下深H处的底部形成半径为R的圆形光亮区域(图中未画出).测得r=8cm,h=6cm,H=24cm,R=26cm,求水的折射率.
正确答案
根据光路图,可知 (2分)
(2分)
由折射定律得,得n=
(2分)
扫码查看完整答案与解析