- 光的折射
- 共2353题
如图ABC为等腰三棱镜的横截面,已知顶角A为60°,图中EF∥BC,一束光线在AB边上的入射角为45°,真空中的光速为c。试求光在该种介质中的折射率n及传播速度v。
正确答案
解:光线在AB边上发生折射时,折射角γ=30°,由,则
光在该介质中的传播速度
如图,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边,进入棱镜后直接射到AC边上,并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为_________。
正确答案
在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体,其俯视图如图所示,O为半圆的圆心。甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率,进行了如下实验.他们分别站在A、O处时,相互看着对方,然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动,到达B、C处时,甲刚好看不到乙。已知半圆柱体的半径为R,OC=0.6R,BC⊥OC,则半圆柱形透明物体的折射率为多少?
正确答案
n=5/2
(选修3-4选做题)
如图所示是一透明的圆柱体的横截面,其半径R=20 cm,折射率为,AB是一条直径,今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体,试求:
(1)光在圆柱体中的传播速度;
(2)距离直线AB多远的入射光线,折射后恰经过B点。
正确答案
解:(1)由得v=1.73×108 m/s
(2)由折射定律得
根据几何关系有i=2r,h=Rsini
解得h=17.3 cm
如图,置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体。液面上盖有一遮光板,将一带刻度的尺子靠近遮光板竖直放置(用手控制),尺子的零刻线可认为贴近遮光板。右侧有一水平放置的与液面等高的望远镜,用来观察尺子上的刻度。开始时通过望远镜恰好看到尺子上的16cm刻线。将尺子沿遮光板向左侧平移3cm时,通过望远镜恰好看到尺子上的20cm刻线。则此液体的折射率n=_____________。(结果保留三位有效数字)
正确答案
1.67
激光在真空中传播速度为,进入某种均匀介质时,传播速度变为真空中的,则激光在此均匀介质中的波长变为在真空中波长的______倍;某激光光源的发光功率为,发射激光的波长为,该激光进入上述介质时由于反射,入射能量减少了10% ,该激光在这种介质中形成的光束横截面积为,则在垂直于光束传播方向的截面内,单位时间内通过单位面积的光子个数为______。(已知普朗克常量为)
正确答案
如图所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细束单色光由MN端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF上发生全反射,然后垂直PQ端面射出。
(1)求该玻璃棒的折射率,
(2)若将入射光向N端平移,当第一次射到弧面EF上时____(填“能”“不 能”或“无法确定能否”)发生全反射。
正确答案
解:(1)如图所示单色光照射到EF弧面上时刚好发生全反射,
由全反射的条件得C=450①
由折射定律得②
联立①②得
(2)能。
平行光a垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面,其截面如图所示,发现只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出,则玻璃球对a光的折射率为__________,若仅将a平行光换成b平行光,测得有光射出的范围增大,设a、b两种色光在玻璃球中的速度分别为va和vb,则va__________vb(选填“>”、“ <”或“=”)。
正确答案
2,<
如图所示,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,∠A=300,棱镜材料的折射率n=。在此截面所在的平面内,空气中的一条光线平行于底边AB从AC边上的M点射入棱镜,经折射射到AB边。光线从AC边进入棱镜时的折射角为__________,试判断光线能否从AB边射出,_________(填“能”或“不能”)。
正确答案
300;不能
如图所示,一个由某种透明物质制成的三棱镜,顶角θ=30°,∠C=90°,一束绿光垂直射向AC面,经过AB面射出后的光线偏离原来方向15°,则该介质对绿光的折射率为___;若让一束红光垂直射向AC面,经过AB面射出后的光线偏离原来方向的夹角为____(填“大于”“小于”或“等于”)15°。
正确答案
,小于
(选修3-4选做题)
如图所示,一细束由光和光组成的复色光由空气中射到一块长方形玻璃砖的上表面,透过玻璃砖后从下表面射出,若用1和2分别表示玻璃砖对光和光的折射率,则1_______2(填“>”,“<”或“=”)。
正确答案
>
光线从空气射入玻璃砖,当入射角为45°时,折射光线与反射光线的夹角为105°。求:
(1)该玻璃砖的折射率是多少?
(2)光在该玻璃砖中传播的速度是多少?(保留两位有效数字)
正确答案
解:(1)根据题意,折射角为30°,所以
(2)又=,得=2.1×108 m/s
一束光由空气射入某种介质中,当入射光线与界面间的夹角为30°时,折射光线与反射光线恰好垂直,这种介质的折射率为________,已知光在真空中传播的速度为c=3×108 m/s,这束光在此介质中传播的速度为________m/s。
正确答案
,
×108
(选做题,选修3-4)
如图所示,MNPQ是一块截面为正方形的玻璃砖,其边长MN=30 cm。一束激光AB射到玻璃砖的MQ面上(入射点为B)进入玻璃砖后在QP面上的F点(图中未画出)发生全反射,恰沿DC方向射出。其中B为MQ的中点,∠ABM=30°,PD= 7.5 cm.∠CDN=30°。
①画出激光束在玻璃砖内的光路示意图,求出QP面上的反射点F到Q点的距离QF;
②求激光束在玻璃砖内的传播速度(真空中光速c=3×108m/s)。
正确答案
解:
①光路示意图如图所示,反射点为F
由几何关系得
代入数据得QF=20 cm,
②由得传播速度
用单色光做双缝干涉实验,在屏上会得到明暗相间的条纹。关于这个实验,下列说法中正确的是()
正确答案
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