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Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见题1 图。一束光以入射角i从a点入射,经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n,厚度为d,两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t。

解析试题分析:设光在鳞片中的折射角为γ,根据折射定律有:sini=nsinγ
根据折射率定义式可知,光在鳞片中传播的速度为v=
由图中几何关系可知,光从a到b的过程中,在鳞片中通过的路程为:s1
在空气中通过的路程为:s2
所以光从a到b所需的时间为:t=
联立以上各式解得:t=
考点:本题主要考查了折射定律的应用问题,属于中档偏低题。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F点,已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°,E、F分别为边AB、BC的中点,则(  )

A.该棱镜的折射率为
B.光在F点发生全反射
C.光从空气进入棱镜,波长变小
D.从F点出射的光束与入射到E点的光束平

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科目:高中物理 来源: 题型:问答题

如图所示,透明介质球球心位于O,半径为R,光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点,DC与AB的距离H=R,若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时,从球内折射出的光线与入射光线平行,作出光路图,并计算出介质的折射率.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

某种材料做成的一个底角为30°的等腰三棱镜,一细束红光从AB面的中点P沿平行于底面BC方向射入棱镜,经BC面反射,再从AC面的Q点射出,且有PQ∥BC(图中未画出光在棱镜内的光路),设真空中的光速为c,求:

①该棱镜对红光的折射率;
②红光在棱镜中的传播速度。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)如图所示是一透明的折射率为的圆柱体,其半径R=20cm, O点为圆心,AB为其中的一直径。今有一束平行光沿平行于AB方向射向圆柱体,已知真空中光速为c=3.0×108m/s。

①求光在圆柱体中的传播速度;
②假如在该平行光中有经圆柱体折射后刚好到达B点,则该光线在圆柱体中的传播时间为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,一个折射率为的三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角.此截面所在平面内的一束光线沿与AB边成θ角(θ<90°)的方向入射到AB边的中点P处,若要光线进入三棱镜后能射到AC边上且能在AC面上发生全反射,则cosθ应满足什么条件?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图甲所示,在平静的水面下深d处有一个点光源s,它发出的是两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域,其半径为R。周边为环状区域,其宽度为ΔL且为a光的颜色(见图乙)。则:两种色光的折射率na、nb分别是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(2)(9分)如图所示为一巨大的玻璃容器,容器底部有一定的厚度,容器中装一定量的水,在容器底部有一单色点光源,已知水对该光的折射率为,玻璃对该光的折射率为1.5,容器底部玻璃的厚度为d,水的深度也为d。

求:①这种光在玻璃和水中传播的速度
②水面形成的光斑的面积(仅考虑直接由光源发出的光线)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,矩形ABCD为长方体水池横截面,宽度d=6m,高h=(2+1)m,水池里装有高度为h′=2m、折射率为n=的某种液体,在水池底部水平放置宽度d′=5m的平面镜,水池左壁高b=m处有一点光源S,在其正上方放有一长等于水池宽度的标尺AB,S上方有小挡板,使光源发出的光不能直接射到液面,不考虑光在水池面上的反射,求:

①在此横截面上标尺上被照亮的长度x1 
②液面上能射出光线部分的长度x2

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