(9分)如圖所示,一束截面為圓形(半徑R=1 m)的平行紫光垂直射向一半徑也為R的玻璃半球的平面,經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個(gè)圓形亮區(qū).屏幕S至球心的距離為D=(+1) m,不考慮光的干涉和衍射,試問(wèn):
①若玻璃半球?qū)ψ仙獾恼凵渎蕿閚=,請(qǐng)你求出圓形亮區(qū)的半徑.
②若將題干中紫光改為白光,在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的邊緣是什么顏色?
①1 m ②紫色
解析
試題分析:①如圖,紫光剛要發(fā)生全反射時(shí)的臨界光線射在屏幕S上的點(diǎn)E,E點(diǎn)到亮區(qū)中心G的距離r就是所求最大半徑.設(shè)紫光臨界角為C,由全反射的知識(shí):sinC=(1分)
由幾何知識(shí)可知:AB=RsinC= (1分) OB=RcosC=R(1分)
BF=ABtanC=(1分) GF=D-(OB+BF)=D-,,(1分)
所以有:rm=GE=·AB=D·-nR=1 m(2分)
②由于白色光中紫光的折射率最大,臨界角最小,故在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的邊緣應(yīng)是紫色光.(2分)
考點(diǎn):光的折射 全反射
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
(6分)根據(jù)題目所給出的四種介質(zhì)折射率判斷:
①隨著入射角增大某單色光從B介質(zhì)中射向哪種介質(zhì)中有可能發(fā)生全反射?
答:
②某單色光從B介質(zhì)中以相同入射角i折射入A、C、D介質(zhì)中時(shí),相應(yīng)折射角分別記為∠a、∠c、∠d,則折射角的大小關(guān)系為∠a ∠c ∠d(填大于、小于、或等于)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,是用某種玻璃制成的橫截面為圓形的圓柱體光學(xué)器件,它的折射率為 ,橫截面半徑為R,F(xiàn)用一細(xì)光束(視為光線)垂直圓柱體的軸線以i=60°的入射角射入圓柱體,不考慮光線在圓柱體內(nèi)的反射,真空中光速為c。
①作出光線穿過(guò)圓柱體射出的光路圖。
②求該光線從圓柱體中射出時(shí),折射光線偏離進(jìn)入圓柱體光線多大的角度?
③光線在圓柱體中的傳播時(shí)間。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,一單色光束,以入射角從平行玻璃磚上表面O點(diǎn)入射。已知平行玻璃磚厚度為,玻璃對(duì)該單色光的折射率為。光從玻璃磚的上表面?zhèn)?到下表面,求入射點(diǎn)與出射點(diǎn)間的距離為多少厘米。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)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的中點(diǎn)D垂直AC面入射,AD=a,棱鏡的折射率為,求:
①此玻璃的臨界角;[來(lái)源:學(xué)科網(wǎng)ZXXK]
②光從棱鏡第一次射入空氣時(shí)的折射角;[來(lái)源:學(xué)#科#網(wǎng)]
③光從進(jìn)入棱鏡到它第一次射入空氣所經(jīng)歷的時(shí)間(設(shè)光在真空中的傳播速度為c)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示為用某種透明材料制成的一塊柱形棱鏡的截面圖,圓弧CD為半徑為R的四分之一的圓周,圓心為O,光線從AB面上的某點(diǎn)入射,入射角,它進(jìn)入棱鏡后恰好以臨界角射在BC面上的O點(diǎn)。
(a)畫(huà)出光線由AB面進(jìn)入棱鏡且從CD弧面射出的光路圖;
(b)求該棱鏡的折射率n;
(c)求光線在該棱鏡中傳播的速度大小(已知光在空氣中的傳播速度c=3.0×108m/s)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(9分)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=12cm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(gè)亮斑.已知該介質(zhì)對(duì)紅光和紫光的折射率分別為,.
①判斷在AM和AN兩處產(chǎn)生亮斑的顏色;
②求兩個(gè)亮斑間的距離.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(8分)如圖所示,一不透明的圓柱形容器內(nèi)裝滿(mǎn)折射率n=的透明液體,容器底部正中央O點(diǎn)處有一點(diǎn)光源S,平面鏡MN與底面成450角放置,若容器高為2 dm,底邊半徑為(1+)dm,OM=1 dm,在容器中央正上方1 dm 處水平放置一足夠長(zhǎng)的刻度尺,
求光源S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后,照射到刻度尺的長(zhǎng)度.(不考慮容器側(cè)壁和液面的反射)
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