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如图所示,一透明介质制成的直角三棱镜,顶角∠A=30°,一束光由真空垂直射向AC面,经AB面射出后的光线偏离原来方向15°。已知光在真空中的传播速度为c。求:
①该介质对光的折射率;
②光在介质中的传播速度。
试题答案
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①
②
试题分析:①光传播的光路图如图所示,根据光的折射定律可得:
(2分) ②
(2分)
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(10分)如图,一透明球体置于空气中,球半径R=10cm,折射率n=
.MN是一条通过球心的直线,单色细光束AB平行于MN射向球体,B为入射点,AB与MN间距为5
cm,CD为出射光线.
(1)补全光路并求出光从B点传到C点的时间;
(2)求CD与MN所成的角α.(写出求解过程)
一束光从某种介质射入空气中时,入射角θ
1
=30°,折射角θ
2
=60°,折射光路如图所示,则下列说法正确的是( ).
A.此介质折射率为
B.此介质折射率为
C.光在介质中速度比在空气中小
D.光在介质中速度比在空气中大
(6分)如图所示为半圆形的玻璃砖,C为AB的中点,OO'为过C点的AB面的垂线。a、b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB边从空气射入玻璃砖,且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等,两束光折射后相交于图中的P点,以下判断正确的是( )
A.在半圆形的玻璃砖中,a光的传播速度大于b光的传播速度
B.a光的频率大于b光的频率
C.两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹,相邻明条纹的间距a光的较大
D.若a、b两束光从同一介质射入真空过程中,a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角
E.b光比a光更容易发生衍射现象
(9分)有一顶角为直角的玻璃砖,放在空气中,一光束斜射入玻璃砖的一个侧面,如图所示,然后投射到它的另一个侧面。若该玻璃砖全反射临界角为42°,问:
①这束光线能否从另一侧面射出?
②若光线能从侧面射出,玻璃砖折射率应满足何条件?
如图所示,是一种折射率n = 1.5的棱镜,用于某种光学仪器中,现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上,入射角的大小
(即:
),求:
①光在棱镜中传播的速率。
②画出此束光线射出棱镜后的方向,要求写出简要的分析过程。(不考虑返回到AB和BC面上的光线)。
(9分)如图所示,ABCD是柱体玻璃棱镜的横截面,其中
,
,
,
,
,一束单色细光束从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α=60°.已知玻璃的折射率n=1.5,求:(结果可用反三角函数表示)
(1)这束入射光线的入射角多大?
(2)该束光线第一次从棱镜出射时的折射角.
(4分)某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时,先在白纸上作一与圆柱横截面相同的圆,圆心为0。将圆柱形玻璃的底面与圆重合放在白纸上。在圆柱形玻璃一侧适当位置竖直插两枚大头针P
1
和P
2
,在另一侧适当位置先后插两枚大头针P
3
和P
4
,先使P
3
能够挡住P
2
、P
1
的像,再插大头针P
4
时,使P
4
能够档住P
3
和P
2
,P
1
的像。移去圆柱形玻璃和大头针后,得图所示的痕迹。
①图中已画出P
1
P
2
的入射光线,请在图中补画出完整的光路图,并标出光从玻璃射入 空气的入射角θ
1
和折射角θ
2
。
②用入射角θ
1
和折射角θ
2
表示玻璃折射率的表达式为n=_______。
如图所示,某棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC,其折射率为
.一束单色光从AB面入射,恰好在AC面上发生全反射,求:
①光在AB面的入射角的正弦值; ②光在棱镜中的传播速度.
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