题目内容

为测量一块等腰直角三棱镜ABD的折射率,用一束激光沿平行于BD边的方向射向直角边AB边,如图所示.激光束进入棱镜后射到另一直角边AD边时,刚好能发生全反射.该棱镜的折射率为多少?
作出光路图如图,设玻璃的全反射临界角为C.
由题意,激光射到AB的入射角为45°,设棱镜的折射率为n,激光射到AB边的折射角为r.
因为光线在AD边上发生了全反射,则光线射到AD边的入射角等于C.
根据折射定律得:n=
sin45°
sinr
,n=
1
sinC

由几何关系有:C+r=90°
sin45°
cosC
=
1
sinC

解得:tanC=
2
,sinC=
6
3
,n=
6
2

答:该棱镜的折射率为
6
2
练习册系列答案
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【物理-选修3-4】
(1)下列说法正确的是______
A.根据麦克斯韦的电磁场理论,在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化电场
B.发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性LC电路
C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D.当物体以较小的速度运动时,质量变化十分微小,经典力学理论仍然适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动
(2)几名学生进行野外考察,登上一山峰后,他们想粗略测出山顶处的重力加速度.于是他们用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆,如图1所示.然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量.同学们首先测出摆长L,然后将石块拉开一个小角度,由静止释放,使石块在竖直平面内摆动,用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.
①利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g=______;
②若振动周期测量正确,但由于难以确定石块重心,测量摆长时从悬点一直量到石块下端,所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“相等”).

(3)如图2所示,在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ,OP=OQ=R,一束单色光垂直OP面射入玻璃体,在OP面上的入射点为A,OA=
R
2
,此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出,且与x轴交于D点,OD=
3
R
,求:该玻璃的折射率是多少?

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