题目内容
由不同介质制成的两个半径均为R的透明四分之一圆柱体I和Ⅱ紧靠在一起,截面如图所示,圆心为0,顶部交点为D,以O为原点建立直角坐标系xOy。红色光束1从介质I底部的A(
,0)点垂直于界面入射;红色光束2平行于y轴向下射人介质Ⅱ,入射点为B且∠BOD=60°。已知透明介质I对红光的折射率
,透明介质Ⅱ对红光的折射率
。设光束1经柱面反射或折射后与y轴交点和光束2经柱体下底面折射后与y轴交点之间的距离为d。求:
①距离d的大小;
②若入射光换为蓝光,则距离d将比上面求得的结果大还是小?
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红光线1对介质I的全反射临界角为:C1=arcsin
=45°
而光线1由A点入射后的入射角i1=60°﹥45°,所以将会发生全反射,
反射后恰好交y轴于D点(如图示);--------- (1分)
设红光线2在B点发生的折射的折射角为r2,由折射定律n2=
得:
sinr2=
=
所以:r2= 30°---------(1分)
光线2再传播到底部介面时入射角i3= 30°(1分)
光线2对介质II的全反射临界角为:C2=arcsin
=60°,所以不会发生全反射。
再由折射定律得:r3= 60°---------(1分)
设光线2射出后交y轴于P点:OP=
R/cos30°tan30°=
R·
=
R ---------(2分)
所以所求的距离d=DP=R+
R=
R ---------(1分)
(2)由于蓝光的折射率大于红光的折射率,再由(2)中的相关规律可得:
d比上面结果小。(2分)
我们知道:声音在不同介质中传播的速度不同,阅读表中一些介质的声速,回答问题:
一些介质中的声速v/(m·s-1)
| 空气(0℃) | 331 | 冰 | 3 230 |
| 空气(15℃) | 340 | 铜 | 3 750 |
| 煤油(25℃) | 1 324 | 铝 | 5 000 |
| 水(常温) | 1 500 | 铁 | 5 200 |
【小题2】在长度为884m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.43s,声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能由什么材料制成?(此时气温为15℃)
我们知道:声音在不同介质中传播的速度不同,阅读表中一些介质的声速,回答问题:
一些介质中的声速v/(m·s-1)
|
空气(0℃) |
331 |
冰 |
3 230 |
|
空气(15℃) |
340 |
铜 |
3 750 |
|
煤油(25℃) |
1 324 |
铝 |
5 000 |
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水(常温) |
1 500 |
铁 |
5 200 |
1.声音在介质中的传播速度有什么规律(写出两条)?
2.在长度为884m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.43s,声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能由什么材料制成?(此时气温为15℃)