一玻璃三棱鏡,其橫截面為等腰三角形,頂角θ為銳角,折射率為,F(xiàn)在橫截面內(nèi)有一光線(xiàn)從其左側(cè)面上半部分射入棱鏡。不考慮棱鏡內(nèi)部的反射。若保持入射線(xiàn)在過(guò)入射點(diǎn)的法線(xiàn)的下方一側(cè)(如圖),且要求入射角為任何值的光線(xiàn)都會(huì)從棱鏡的右側(cè)面射出,則頂角θ可在什么范圍內(nèi)取值?
解析試題分析:設(shè)入射光線(xiàn)經(jīng)玻璃折射時(shí),入射角為i,折射角為r。射至棱鏡右側(cè)面的入射角為α,如圖:
根據(jù)折射定律有
①
由幾何關(guān)系得
②
當(dāng)i=0時(shí),由①式可知r=0,α有最大值αm,由②式得
③
同時(shí)αm應(yīng)小于玻璃對(duì)空氣的全反射臨界角,即
④
由題結(jié)合①②③④式可得,棱鏡頂角θ的取值范圍是
考點(diǎn):光的折射定律
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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,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,現(xiàn)用一束細(xì)光線(xiàn)與圓柱體的軸線(xiàn)成的入射角射入圓柱體,不考慮光線(xiàn)在圓柱體內(nèi)的反射,真空中光速為c.
(1)作出光線(xiàn)穿過(guò)圓柱體并射出的光路圖;
(2)求出該光線(xiàn)從圓柱體中射出時(shí),出射光線(xiàn)偏離原方向的角度;
(3)計(jì)算光線(xiàn)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
(9分) 如圖所示,用折射率n=的玻璃制成的三棱鏡截面。平行光線(xiàn)由AB面入射,從BC面射出時(shí)光線(xiàn)與BC面垂直。則斜射到AB面上光線(xiàn)的入射角是多少?斜射到AB面上的光束,并能從BC面上射出的那部分光束寬度是AB邊長(zhǎng)的多少倍?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分)一玻璃三棱柱豎直放在水平桌面上,其底面A1B1C1是邊長(zhǎng)a=12cm的等邊三角形,柱高L=12cm。現(xiàn)在底面的中心O處放置一點(diǎn)光源,不考慮三棱柱內(nèi)的反射光,玻璃的折射率為 ,
求三個(gè)側(cè)面的發(fā)光的總面積。
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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,AOB是截面為扇形的玻璃磚的橫截面圖,其頂角θ=83°.今有一束單色光線(xiàn)在橫截面內(nèi)從OA的中點(diǎn)E沿垂直O(jiān)A的方向射入玻璃磚,一部分光線(xiàn)經(jīng)AB面反射后恰好未從OB面射出,不考慮多次反射作用.試做出光路圖并求玻璃的折射率n.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(6分)某同學(xué)欲測(cè)直角三棱鏡ABC的折射率n.他讓光線(xiàn)沿平行于BC邊的方向射到三棱鏡的側(cè)面AB上,經(jīng)棱鏡AB邊和AC邊的兩次折射和BC邊的一次反射后,又從另一側(cè)面AC邊上的P點(diǎn)射出.
①在右面圖上畫(huà)出光路圖;
②若將射向AB邊的光的入射角調(diào)整為α=60°,此時(shí)的折射角γ=30°,求折射率n的值.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(5分)雨過(guò)天晴,人們常看到天空中出現(xiàn)彩虹,它是由陽(yáng)光照射到空中彌漫的水珠上時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象.在說(shuō)明這個(gè)現(xiàn)象時(shí),需要分析光線(xiàn)射入水珠后的光路.一細(xì)束光線(xiàn)射入水珠,水珠可視為一個(gè)半徑為R=l0mm的球,球心O到入射光線(xiàn)的垂直距離為d=8mm,水的折射率為n= 4/3.
(a)在圖上畫(huà)出該束光線(xiàn)射入水珠后,第一次從水珠中射出的光路圖.
(b)求這束光線(xiàn)從射向水珠到第一次射出水珠,光線(xiàn)偏轉(zhuǎn)的角度.
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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,半徑為R的半圓柱形玻璃磚某一截面的圓心為O點(diǎn)。有兩條光線(xiàn)垂直于水平柱面射入玻璃磚中,其中一條光線(xiàn)通過(guò)圓心O,另一條光線(xiàn)通過(guò)A點(diǎn),且OA=。這兩條光線(xiàn)射出玻璃磚后相交于一點(diǎn),該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為,求玻璃磚的折射率。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一橫截面為四分之一圓周的柱狀玻璃體OPQ,OP=OQ=R,一束單色光垂直O(jiān)P面射入玻璃體,在OP面上的入射點(diǎn)為A,OA=,此單色光通過(guò)玻璃體后沿BD方向射出,且與x軸交于D點(diǎn),OD=,求:
①該玻璃的折射率是多少?
②將OP面上的該單色光至少向上平移多少,它將不能從PQ面直接折射出來(lái)。
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