分析 (1)画出光线BM的光路图,由几何知识求出光线在M点的入射角和折射角,再求出折射率n.
(2)由sinC=$\frac{1}{n}$求出临界角.设光线在N点恰好发生全反射,入射角等于临界角,再由几何知识求解光在在玻璃球体中传播距离的范围,由v=$\frac{c}{n}$求得光在在玻璃球体中传播速度,即可求得光在玻璃球体中传播时间的范围.
解答 解:(1)设光线BM在M点发生折射时对应的入射角为i,折射角为r.
由公式l=θR知:弧AM对应的圆心角 θ=$\frac{l}{R}$=$\frac{π}{3}$=60°
由几何知识可知:∠ABM=$\frac{1}{2}$θ=30°
则 i=∠ABM=$\frac{1}{2}$θ=30°
根据折射定律得:n=$\frac{sinr}{sini}$=$\frac{sin60°}{sin30°}$=$\sqrt{3}$
(2)光在在玻璃球体中的传播速度 v=$\frac{c}{n}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$c
设光线恰好在N点发生全反射,则∠BNO等于临界角C,有:
sinC=$\frac{1}{n}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$
光由B传到N的时间 t1=$\frac{BN}{v}$
由几何知识可知,等腰三角形NOB中,BN的距离:BN=2RcosC=2R$\sqrt{1-si{n}^{2}C}$=$\frac{2\sqrt{6}}{3}$R
联立求得:光由B传到N的时间 t1=$\frac{2\sqrt{2}R}{c}$
光由B传到A的时间为 t2=$\frac{AB}{c}$=$\frac{2\sqrt{3}R}{c}$
所以所求的时间范围为 $\frac{2\sqrt{2}R}{c}$<t≤$\frac{2\sqrt{3}R}{c}$.
答:
(1)玻璃球体对该单色光的折射率是$\sqrt{3}$;
(2)能射出玻璃球体的光在玻璃球体中传播时间的范围为 $\frac{2\sqrt{2}R}{c}$<t≤$\frac{2\sqrt{3}R}{c}$.
点评 解决几何光学问题的关键要正确作出光路图,分析隐含的临界情况,知道全反射的条件,再结合折射定律和几何知识进行处理.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 0.20s | B. | 0.28s | C. | 2.00s | D. | 2.80s |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 小球经过b点时对轨道的压力为mg | B. | 小球经过c点时对轨道的压力为mg | ||
C. | 小球到达d点时的速度为$\sqrt{5gR}$ | D. | 小球的落点d与b点间的距离为2R |
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科目:高中物理 来源:2016-2017学年江西省吉安市高二理上期中考物理试卷(解析版) 题型:计算题
如图所示,将长50cm,质量为10g的均匀金属棒ab两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态,位于垂直纸面向里的匀强磁场中,当金属棒中通过0.4A电流时,弹簧恰好不伸长,求:
(1)匀强磁场中磁感应强度是多大?
(2)当金属棒通0.2A由a到B的电流时,弹簧伸长1cm,如果电流方向由b到a,而电流大小不变,弹簧伸长又是多少?()
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科目:高中物理 来源:2016-2017学年江西省吉安市高二理上期中考物理试卷(解析版) 题型:选择题
两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同,方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较弱场区域进入到较强磁场区域后,粒子的
A.轨道半径减小,角速度增大
B.轨道半径减小,角速度减小
C.轨道半径增大,角速度增大
D.轨道半径增大,角速度减小
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科目:高中物理 来源:2016-2017学年湖南省高二上期中考物理试卷(解析版) 题型:实验题
某同学设计了一个多量程多用电表,其内部结构原理图如图所示.测电流和测电压时各有两个量程,还有两个档位用来测电阻.则下列说法正确的是( )
A.当功能选择开关S与1、2触点相接时,测的是电流
B.当功能选择开关S与3、4触点相接时,测的是电压
C.A表笔为红表笔,B表笔为黑表笔
D.当功能选择开关S旋到触点5时的量程比旋到6时的量程大
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科目:高中物理 来源:2016-2017学年湖北省高二上期中考物理试卷(解析版) 题型:选择题
用阴极射线管可以观察电子在磁场中的运动径迹。图甲是阴极射线管的实物图,图乙中A、B两端的“+”“-”号表示阴极射线管工作时所接电源的极性,虚线表示电子的运动径迹,其中符合实际的是:( )
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