(9分)如圖所示為一光導(dǎo)纖維(可簡化為一長玻璃絲)的示意圖。玻璃絲長為L,折射率為n,AB代表端面。已知光在真空中的傳播速度為c。
(1) 為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣,求光線在AB端面上的入射角i應(yīng)滿足的條件;
(2) 求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L時間。
(1)sini≤;(2)t=。
解析試題分析:(1)設(shè)光束在光導(dǎo)纖維AB端面的入射角為i,折射角為r,折射光線射向側(cè)面時剛好發(fā)生全反射時的臨界角為C。
由折射定律:n= (1分)
折射光線射向側(cè)面剛好發(fā)生全反射時:sinC=(1分)
由幾何關(guān)系:r +C=90° (1分)
聯(lián)立解得:sini= n(1分)
要保證從端面射入的光線能發(fā)生全反射,應(yīng)有sini≤ (1分)
(2)光在玻璃絲中傳播速度的大小為v=(1分)
光線在玻璃絲中傳播,在剛好發(fā)生全反射時,光線從端面AB傳播到其另一端面所需的時間最長。 (1分)
此時的光程為: (1分)
光線從玻璃絲端面AB傳播到其另一端面所需時間為t= (1分)
考點(diǎn):光的折射定律,全反射及光導(dǎo)纖維。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示,為某種材料制成的三棱鏡截面ABC,底邊BC水平且鍍銀,其中,角A=900角B=600一束豎直向下的光束,從AB邊上的M點(diǎn)入射,經(jīng)過BC面反射后,從AC邊上的N點(diǎn)平行于BC邊射出,且MN連線與BC平行。
求:(1)正確作出的光路圖;
(2)光線在M點(diǎn)的折射角;
(3)三棱鏡的折射率。(可用根式表示)
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
a、b兩種單色光組成的光束從介質(zhì)進(jìn)入空氣時,其折射光束如圖所示。若用a、b兩束光先后照射某金屬,b光照射時恰能逸出光電子;那么a光照射時金屬板 (填“能”或“不能”)逸出光電子;現(xiàn)將a、b兩束光先后從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣,其界面為平面,若b光不能進(jìn)入空氣,則a光 (填“能”或“不能”)進(jìn)入空氣。
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科目:高中物理 來源: 題型:問答題
如圖所示,直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面,∠A=30°。一束單色光從空氣射向BC上的E點(diǎn),并偏折到AB上的F點(diǎn),光線EF平行于底邊AC。已知入射方向與BC的夾角為θ=30°。試通過計算判斷光在F點(diǎn)能否發(fā)生全反射。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示為某種透明介質(zhì)的截面圖,△AOC為等腰直角三角形,BC為半徑R=10cm的四分之一圓弧,AB與水平屏幕MN垂直并接觸于A點(diǎn).由紅光和紫光兩種單色光組成的復(fù)色光射向圓心O,在AB分界面上的入射角i=45°,結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個亮斑.已知該介質(zhì)對紅光和紫光的折射率分別為n1=,n2=.
(1)判斷在AM和AN兩處產(chǎn)生亮斑的顏色;
(2)求兩個亮斑間的距離.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)如圖所示,直角玻璃三棱鏡置于空氣中,已知∠A=60°,∠C=90°;一束極細(xì)的光于AC邊的中點(diǎn)垂直AC面入射,AC=2a,棱鏡的折射率為n=,求:
①光在棱鏡內(nèi)經(jīng)一次全反射后第一次射入空氣時的折射角;
②光從進(jìn)入棱鏡到第一次射入空氣時所經(jīng)歷的時間(設(shè)光在真空中傳播速度為c)。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示, 真空中有一下表面鍍有反射膜的平行玻璃磚,其折射率n=。一束單色光與界面成θ=45°角斜射到玻璃磚上表面上,最后在玻璃磚的右側(cè)面豎直光屏上出現(xiàn)了兩個光點(diǎn)A和B,A和B相距h=2.0 cm.已知光在真空中的傳播速度c=3.0×108 m/s,試求:
①該單色光在玻璃磚中的傳播速度.
②玻璃磚的厚度d.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(9分)如圖,為某種透明材料做成的三棱鏡橫截面,其形狀是邊長為a的等邊三角形,現(xiàn)用一束寬度為a的單色平行光束,以垂直于BC面的方向正好入射到該三棱鏡的AB及AC面上,結(jié)果所有從AB、AC面入射的光線進(jìn)入后恰好全部直接到達(dá)BC面.試求:
(i)該材料對此平行光束的折射率;
(ii)這些到達(dá)BC面的光線從BC面折射而出后,如果照射到一塊平行于BC面的屏上形成光斑,則當(dāng)屏到BC面的距離d滿足什么條件時,此光斑分為兩塊?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,一透明介質(zhì)制成的直角三棱鏡,頂角∠A=30°,一束光由真空垂直射向AC面,經(jīng)AB面射出后的光線偏離原來方向15°。已知光在真空中的傳播速度為c。求:
①該介質(zhì)對光的折射率;
②光在介質(zhì)中的傳播速度。
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