题目内容

4.如图a光是一束由两种色光组成的复色光,射向半圆玻璃砖的圆心O,折射后由于色散分成①、②两束色光.下列说法正确的是(  )
A.改变a光入射的角度,①光会在半圆玻璃砖直径平面下消失,②光不会消失
B.①光在玻璃砖中的传播速度大于②光在玻璃砖中的传播速度
C.①光的频率小于②光的频率
D.若用相同装置做双缝干涉实验,观察到①光条纹间距将比②光的小

分析 对照全反射的条件分析哪束光先发生全反射.根据偏折程度判断出玻璃砖对两束光的折射率大小,根据公式v=$\frac{c}{n}$分析光在玻璃砖中传播速度的大小.根据折射率关系分析波长关系经,结合双缝干涉条纹间距与波长成正比分析干涉条纹间距的关系.

解答 解:A、由于①光的折射角大于②光的折射角,所以当使a光入射角逐渐增大时,①光的折射角先达到90°,发生全反射现象,当入射光继续增大时,②光的折射角也达到90°,发生全反射现象,从而在半圆玻璃砖直径平面下消失,故A错误.
B、由图知,两束光的入射角相等,①光的折射角大于②光的折射角,由折射定律可知,玻璃砖对①光的折射率大于②光的折射率,根据公式v=$\frac{c}{n}$知①光在玻璃砖中的传播速度小于②光在玻璃砖中的传播速度.故B错误.
C、玻璃砖对①光的折射率大于②光的折射率,则①光的频率大于②光的频率,故C错误.
D、玻璃砖对①光的折射率大于②光的折射率,则①光的波长小于②光的波长,而双缝干涉条纹间距与波长成正比,所以①光条纹间距将比②光的小.故D正确.
故选:D

点评 解决本题的关键是通过光路图比较出折射率,要知道光速与折射率的关系,掌握全反射的条件.

练习册系列答案
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13.质谱仪是一种利用电磁场测量带电粒子质量或者分析同位素的重要工具.一台质谱仪的简化结构如图甲所示,粒子源不断产生出大量质量为m、电量为q、初速度不计的粒子“飘入”加速电场中,经电压U加速后,经小孔P沿垂直极板方向进入垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场中,旋转半周后打在荧光屏上形成亮点.不计粒子重力和粒子间的相互作用力.

(1)若单位时间内从小孔P射出的粒子个数为n,求粒子刚射出时速度大小v0以及粒子击中荧光屏时对屏的平均作用力大小(击中屏后粒子不反弹);
(2)受加速场实际结构的影响,从小孔P处射出的粒子方向会有微小角度的发散,现在只讨论在纸面内有相对极板垂线左右相等的微小角度的发散(但速度大小都为v0),光屏上会出现亮线.若粒子源产生的粒子电量均为q,但质量有m1、m2两种(m2>m1),小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角度满足什么条件时两种粒子在屏上形成的亮线恰能重合,并求出这种情况下两种粒子形成亮线的总宽度△x.
(3)利用小孔P处射出的粒子方向微小角度发散的现象可以测定粒子的荷质比,其原理可以粗略地按以下模型讨论;若粒子源产生的是同一种粒子,将磁场的方向改为垂直极板方向(如图乙),把荧光屏从紧靠极板位置开始在磁场中逐渐向下缓慢平移,屏上出现亮斑先变大,后变小的现象,当屏与极板距离为d时,亮斑第一次收缩为一个亮点,求该粒子的荷质比.

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