题目内容
13.①当i=$\frac{π}{3}$且光束从BC面出射时,光屏上的亮斑与P点间的竖直距离;
②当光束不从BC面出射时,i的正弦值应满足的条件.
分析 ①根据折射定律求出光线在P点的折射角,由几何关系和折射定律结合求出光线在BC面上出射时的折射角,最后由几何关系求光屏上的亮斑与P点间的竖直距离.
②当光束恰好不从BC面出射时恰好发生全反射时,入射角等于临界角C,由sinC=$\frac{1}{n}$求出临界角C,结合几何知识求解.
解答
解:①光线在P点发生折射,则有 n=$\frac{sini}{sinr}$
得 sinr=$\frac{sini}{n}$=$\frac{sin60°}{\sqrt{3}}$=$\frac{1}{2}$
可得折射角 r=30°.
设光线在BC面上入射角和折射角分别为i′和r′.
由几何知识得 i′=90°-r-30°=30°
则 i′=r
结合光路可逆原理得 r′=i=60°
所以光屏上的亮斑与P点间的竖直距离 S=dsin30°+dtan60°=$\frac{1+2\sqrt{3}}{2}$d
②当光束恰好不从BC面出射时恰好发生全反射,入射角等于临界角C,由sinC=$\frac{1}{n}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$得:
C=arcsin$\frac{\sqrt{3}}{3}$
所以当光束不从BC面出射时,i′≥C=arcsin$\frac{\sqrt{3}}{3}$
由几何知识得:r=60°-i′≤60°-arcsin$\frac{\sqrt{3}}{3}$
由n=$\frac{sini}{sinr}$得:sini=nsinr≤$\sqrt{3}$sin(60°-arcsin$\frac{\sqrt{3}}{3}$)
所以 i≤arcsin[$\sqrt{3}$sin(60°-arcsin$\frac{\sqrt{3}}{3}$)]
答:①当i=$\frac{π}{3}$且光束从BC面出射时,光屏上的亮斑与P点间的竖直距离是$\frac{1+2\sqrt{3}}{2}$d;
②当光束不从BC面出射时,i的正弦值应满足的条件是i≤arcsin[$\sqrt{3}$sin(60°-arcsin$\frac{\sqrt{3}}{3}$)].
点评 本题的解题关键是正确作出光路图,要知道当光从光密介质射入光疏介质时要考虑能否发生全反射,根据几何知识和折射定律求解入射角和折射角.
| A. | 测量周期时,时间t内全振动的次数少数了一次 | |
| B. | 测量周期时,时间t内全振动的次数多数了一次 | |
| C. | 摆线上端固定不牢固,振动中出现松动,使摆线变长 | |
| D. | 在测量摆长时,将细线的长度加上小球的直径作为摆长 | |
| E. | 小球没有在同一竖直面内运动,形成了圆锥摆 |
| A. | 用表头改装成电压表需要串联电阻 | B. | 用表头改装成电流表需要串联电阻 | ||
| C. | 用表头改装成电流表需要并联电阻 | D. | 用表头改装成电压表需要并联电阻 |
| A. | 2年 | B. | 22年 | C. | 1.2×103年 | D. | 1.4×104年 |
| A. | 增大物体A的质量,若B仍保持不动,α角不变 | |
| B. | 无论物体B在地板上缓慢右移过程中,绳拉物体B的拉力变大 | |
| C. | 如果物体B在水平地面上缓慢向右移动一小段距离,α角将不变 | |
| D. | 悬挂定滑轮的细线的弹力可能等于小球A的重力 |
| A. | Ea:Eb=9:1,感应电流均沿逆时针方向 | |
| B. | Ea:Eb=9:1,感应电流均沿顺时针方向 | |
| C. | Ea:Eb=3:1,感应电流均沿逆时针方向 | |
| D. | Ea:Eb=3:1,感应电流均沿顺时针方向 |