Question

（1）在以下各种说法中，正确的是

 

A．光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大
B．做简谐运动的物体，当物体的位移为负值时，速度一定为正值，加速度一定负值
C．真空中光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系
D．地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了
（2）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜，现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB界面上，入射角的正弦sini=0.75．求：①光在棱镜中传播的速率；
②此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB面上的光线）．

Answer 1

分析：（1）解答本题需要掌握：光的全反射的应用，如在光导纤维中的应用；简谐运动中物体速度、加速度、位移的变化；相对论原理．
（2）①根据n=

c

v

可正确解答；②根据光电折射、全反射画出光路图可正确解答；

解答：解析：（1）A、光导纤维利用光的全反射制成，因此内芯折射率比外套大，故A错误；
B、做简谐运动的物体恢复力和位移方向相反，因此当物体的位移为负值时，加速度一定为正值，故B错误；
C、根据光速不变原理可知，C正确；
D、根据相对论的两个结论可知D正确．
故选CD．
（2）①如图所示，设光线进入棱镜后的折射角为r，
由n=

c

v

，得：v=

c

n

=2.0×108m/s
故光在棱镜中传播的速率为2.0×10⁸m/s．
②n=

sini

sinr

得：sinr=

sini

n

=0.5，所以r=30°
光线射到BC界面的入射角为i1=90°-(180°-60°-75°)  =45°
所以在BC面上发射全反射，光线沿DE方向射出棱镜时不改变方向．
故此束光线射出棱镜后方向与AC界面垂直．

点评：本题比较简单，难点为第（2）问的②问，学生在做该题时，往往不加以判断误认为在BC面发生折射，因此注意当光从光密介质进入光疏介质时一定判断是否发生全反射．