光光折射全反射色散.docVIP

光的折射 全反射 色散 要点一 光的折射定律 1.如图所示,光线以入射角1从空气射向折射率n=2的玻璃表面. (1)当入射角1=45°时,反射光线与折射光线间的夹角为多少? (2)当入射角1为多少时,反射光线与折射光线垂直. 答案 (1)105°(2)arctan 要点二 折射率 2.如图所示,光在真空和介质的界面MN上发生偏折,那么下列说法正确是( ) A.光是从真空射向介质 B.介质的折射率为1.73 C.光在介质中的传播速度为1.73×108 m/s D.反射光线与折射光线成60°角 答案 BC 要点三 全反射 3.如图所示,一束只含有红光和紫光的较强复色光沿PO方向垂直于AB边射入玻璃三棱镜后,分成两束沿O′M和O′N方向射出,则 ( ) A.O′M为红光,O′N为紫光 B.O′M为紫光,O′N为红光 C.O′M为红光,O′N为红紫色复合光 D.O′M为紫光,O′N为红紫色复合光 答案 C 要点四 棱镜、光的色散 4.如图所示,为横截面是直角三角形ABC的三棱镜,棱镜材料对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2,一束很细的白光由棱镜的一侧垂直于AB射入,从另一侧面AC折射出来,已知棱镜的顶角 ∠A=30°,AC边平行于光屏MN,并且与光屏相距L,试求在光屏MN上得到的可见光谱的宽度. 答案 题型1 折射定律与折射率的应用问题 【例1】单色光束射到折射率n=的透明球表面,如右图光束在过球心的平面内,入射角1=45°,经折射进入球内后,又经内表面反射一次,再经球面折射后射出光线,如图所示,图中已画出入射光和出射光. (1)在图中画出光线在球内的路径和方向. (2)求入射光线和出射光线之间的夹角. (3)如果入射的是一束白光,透明球的色散情况与玻璃相仿,问哪种色光的角最大?哪种色光的角最小? 答案 (1)见下图 (2)30° (3)红色光 紫色光 题型2 视深与实深问题 【例2】空中有一只小鸟,距水面3 m,在其正下方距水面4 m深处的水中有一条鱼.已知水的折射率为4/3,则鸟看水中的鱼离它多远?鱼看天上的鸟离它多远? 答案 6 m 8 m 题型3 全反射与临界角的应用 【例3】如图所示,直角玻璃棱镜中∠A=70°,入射光线垂直于AB面,求光线从棱镜中第一次射入空气时的折射角,并做出光路图.(已知该玻璃的折射率为) 答案 45° 光路图见下图 题型4临界问题 【例4】如图所示,玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成.一束频率为5.3×1014 Hz的单色细光束从AD面入射,在棱镜中的折射光线如图中ab所示,ab与AD面的夹角=60°.已知光在真空中的速度c=3×108 m/s,玻璃的折射率n=1.5,求: (1)这束入射光线的入射角多大? (2)光在棱镜中的波长是多大? (3)该束光线第一次从CD面出射时的折射角.(结果可用三角函数表示) 答案 (1)arcsin 0.75 (2)3.77×10-7 m (3)arcsin 0.75 1.如图所示,一个棱镜的顶角为=41.30°,一束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入,在光屏上形成由红到紫排列的彩色光带.各色光在棱镜中的折射率和临界角见下表.当入射角逐渐减小到0的过程中,彩色光带的变化情况是 ( ) A.紫光最先消失,最后剩下红光和橙光 B.紫光最先消失,最后剩下黄光、橙光和红光 C.红光最先消失,最后剩下紫光和蓝光 D.红光最先消失,最后剩下紫光 答案 A 2.发出白光的细线光源ab,长度为l0,竖直放置,上端a恰好在水面以下,如图所示.现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,若以l1表示红光成的像的长度,l2表示蓝光成的像的长度,则 ( ) A.l1＜l2＜l0 B.l1＞l2＞l0 C.l2＞l1＞l0 D.l2＜l1＜l0 答案 D 3.如图所示是一透明的圆柱体的横截面,其半径R=20 cm,折射率为3,AB是一条直径,今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体.试求: (1)光在圆柱体中的传播速度. (2)距离直线AB多远的入射光线,折射后恰经过B点. 答案 (1)3×108 m/s (2)10 cm 4.某有线制导导弹发射时,在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤(像放风筝一样),它双向传输信号,能达到有线制导作用.光纤由纤芯和包层