- 光的折射
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(10分) 如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率n=,直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点。激光a以入射角i=60°射向玻璃砖圆心O,结果在屏幕MN上出现两光斑,求两光斑之间的距离L。
正确答案
23cm
试题分析:光路如图;设折射角为r,根据折射定律: 解得r=300;根据光的反射定律,反射角 β=600
由几何关系,两光斑PQ间距:L=PA+AQ=Rtan300+ Rtan600 解得:
(选修3-4选做题)
如图所示,游泳池宽度L=15 m,水面离岸边的高度为0.5 m,在左岸边一标杆上装有一A灯,A灯距地面高0.5 m,在右岸边站立着一个人,E点为人眼的位置,人眼距离地面1.5 m,若此人发现A灯经水反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像重合,已知水的折射率为1.3,则B灯在水面下多深处?(B灯在图中未画出)
正确答案
解:如图所示,设水面为CF,A到水面点C的距离为L1,B灯与水面点C之间的距离为L2,人眼到水面上点F之间的距离为L3,点C、D之间的距离为L4,由A灯光的反射原理得
得L4 =5 m
对B灯光的折射过程,有
,
,
解得:L2=4.35 m,即灯在水面下4.35 m深处
如图15-27所示,一块半圆形玻璃砖放在空气中.一束白光从空气中沿图示的半径方向射向玻璃砖的圆心O,经玻璃砖下表面折射后将在光屏M上形成由红到紫的彩色光带.下列说法中正确的为( )
图15-27
正确答案
AD
因紫光的折射率大,射出AB面时的折射角大,在M屏上的最右端,故选项A对.α角逐渐减小则入射角逐渐增大,根据临界角得紫光的临界角较小,故紫光先发生全反射.故选项D对.
某人造地球卫星的探测器上装有一个光反射器,其基本结构如图所示,平面镜MO与平面镜NO互相垂直,AB为地面接收站上激光器发出的一束入射光,CD为AB经平面镜两次反射后被接收站接收的反射光线,若光反射器受到外界的干扰而绕过O点且垂直于纸面的轴转过一个微小的角度,地面接收站是否还能接收到反射信号?试证明之.
正确答案
地面接收站仍能接收到卫星传来的信号.
地面接收站还能够收到信号,证明如下:在图中所示的光路中,由光的反射定律可知:
由直角三角形知识可知:
所以:∠ABC+∠DCB=,即:AB∥CD
上式表明,地面接收站仍能接收到卫星传来的信号.
(9 分)如图所示,AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图,其顶角θ=83°.今有一束单色光线在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖,一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出,不考虑多次反射作用.试做出光路图并求玻璃的折射率n.
正确答案
n=
试题分析:因E点为OA的中点,所以入射角α=30° 2分
设临界角 为C,2α+90°+C+θ+90°=360° 1分
解得C=37° 2分
光在OB面恰好发生全反射,则sinC= 2分
解得n= 1分
作光路图 1分
如图13-8-1所示,激光液面控制仪的原理是:固定一束激光AO以入射角i照射液面,反射光OB射到水平光屏上,屏上用光电管将光讯号变成电讯号,电讯号输入控制系统用以控制液面高度.如果发现光点在屏上向右移动了s的距离射到B′点,由此可知液面降低了___________________.
图13-8-1
正确答案
coti
如图13-8-1所示,入射光方向不变,则i不变,而O′B′平行于OB.设液面降了h,据几何关系可得:h=coti.
在用插针法测定玻璃折射率的实验中,学生的实验方法和步骤完全正确,但测后发现玻璃砖的两个光学面不平行, 则 ( )
正确答案
当光从一种介质射向另一种介质时,下列说法中正确的是( )
正确答案
甲、乙两种单色光分别垂直进入一块厚玻璃砖,已知它们通过玻璃中的时间t甲>t乙,那么,甲乙两种单色光光子的能量关系是( )
正确答案
一束单色光斜射到一厚平板玻璃的一个表面上,经两次折射后从玻璃板另一个表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离,在下列情况下,出射光线侧移距离最大的是( )
正确答案
一束光线从空气射入水中,入射角为40°,在界面上光的一部分被反射,另一部分被折射,则反射光线和折射光线之间的夹角θ是
正确答案
两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2,已知θ1>θ2,用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率,v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度,则
正确答案
光射到两种不同介质的分界面,分析其后的传播情形可知( )
正确答案
光由空气斜射入水中,可以判定:
正确答案
一束单色光从空气射入水中,下列说法正确的是( )
正确答案
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