如圖所示，用折射率為的透明物質(zhì)做成內(nèi)外半徑分別為a=0.10m、b=0.20m的空心球，內(nèi)表面涂上能完全吸光的物質(zhì)，不考慮光在介質(zhì)內(nèi)部傳播時(shí)的反射光線。問：當(dāng)平行光射向此球時(shí)有一部分光經(jīng)過球的折射能從球右側(cè)射出，求這部分平行入射光束的橫截面積？

先考慮從圓心正上方射入的光線。各角度符號(hào)如圖中所示。

光從透明介質(zhì)射向空氣時(shí)的臨界角為C：有sinC=1/n

可得：C=45°            …………………………2分

可認(rèn)為當(dāng)光恰好從圓的最高點(diǎn)射入透明介質(zhì)，其入射角為90°，折射角為θ。由折射定律可得：n=sin90°/sinθ

可得：θ=45°

故：在此光線為能射入透鏡介質(zhì)并能從右側(cè)射出的光線的一個(gè)臨界條件。                …………………………2分

當(dāng)入射平行光折射進(jìn)入透明介質(zhì)后并恰好與內(nèi)表面相切時(shí)有：

sinβ=a/b=1/2    β=30°此光可從球的右側(cè)射出。

n=sinα/ sinβ

可得：α=45°           …………………………2分

由對(duì)稱性可知，當(dāng)平行光射向此球時(shí)有一部分光經(jīng)過球的折射能從球右側(cè)射出，這部分平行入射光束的橫截面積為S：

可得：S=0.314m2         …………………………4分


解析:

略

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，用折射率為n的透明且均勻的介質(zhì)做成內(nèi)外半徑分別為a和b的空心球，當(dāng)一束平行光線射入此球殼外表面直接經(jīng)兩次折射后射入空心球殼內(nèi)，則此平行光束在入射前的橫截面積不超過（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，用折射率為
2
的透明物質(zhì)做成內(nèi)外半徑分別為a=0.10m、b=0.20m的空心球，內(nèi)表面涂上能完全吸光的物質(zhì)，不考慮光在介質(zhì)內(nèi)部傳播時(shí)的反射光線．問：當(dāng)平行光射向此球時(shí)有一部分光經(jīng)過球的折射能從球右側(cè)射出，求這部分平行入射光束的橫截面積？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?保定一模）如圖所示，用折射率為
2
的透明物質(zhì)做成內(nèi)、外半徑分別為ra=0.10m、rb=0，20m）的空心球，內(nèi)表面涂上能完全吸光的物質(zhì)，不考慮光在介 質(zhì)內(nèi)部傳播時(shí)的反射光線．問：
（i）當(dāng)一束平行光射向此球時(shí)，有一部分光被吸光物質(zhì)吸收掉，求平行入射光束中的這部分光的橫截面積？
（ii）增大涂有吸光物質(zhì)的內(nèi)表面的半徑，使得進(jìn)入此球的光全部被吸光物質(zhì)吸收，則內(nèi)表面的半徑應(yīng)該變?yōu)槎啻螅?/div>

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?商丘三模）（1）下列說法中正確的是
C
C

A．當(dāng)一列聲波從空氣中傳入水中時(shí)波長可能不變
B．在機(jī)械橫波傳播方向上的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度就是波的傳播速度
C．a(chǎn)、b兩束光照射同一雙縫干涉裝置在屏上得到干涉圖樣中a光的相鄰亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距，則可以判斷水對(duì)a光的折射率比b光大
D．肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是光的折射現(xiàn)象造成的
（2）如圖所示，用折射率為
2
的透明物質(zhì)做成內(nèi)外半徑分別為a=0.10m、b=0.20m的空心球，內(nèi)表面涂上能完全吸光的物質(zhì)，不考慮光在介質(zhì)內(nèi)部傳播時(shí)的反射光線．問：當(dāng)平行光射向此球時(shí)有一部分光經(jīng)過球的折射能從球右側(cè)射出，求這部分平行入射光束的橫截面積？

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