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    全反射应用与棱镜 [例14] 如图所示.AB为一块透明的光学材料左侧的端面.建立直角坐标系如图.设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小.现有一束单色光a从原点O以某一入射角θ由空气射入该材料内部.则该光线在该材料内部可能的光路是下图中的哪一个 A. B. C. D. 解:如图所示.由于该材料折射率由下向上均匀减小.可以设想将它分割成折射率不同的薄层.光线射到相邻两层的界面时.如果入射角小于临界角.则射入上一层后折射角大于入射角.光线偏离法线.到达更上层的界面时入射角逐渐增大.当入射角达到临界角时发生全反射.光线开始向下射去直到从该材料中射出. [例15]如图所示是三种不同煤质叠放在一起.且界面互相平行．媒质l的折射率n1＝l.媒质2的折射率n2=1．5.媒质3的折射率n3=1．3.现有一束单色光射到界面I上.则下列判断正确的是 A．该光束可能在界面I上发生全反射 B．该光束可能在界面Ⅱ上发生全反射 C．该光束可能在界面Ⅲ上发生全反射 D．该光束在三个界面上均不能发生全反射 解析:光束是由媒质I而进入其它媒质的.由题意可知媒质I的折射率最小.入射角θ1＜90．三个界面互相平行.那么在同一煤质中的折射角一定等于入射角．由折射的知识可得:n1sinθ1= n2sinθ2= n3sinθ3.而n2＞n3＞n1.所以.θ2＜θ3＜θ1＜900.也就是说在三个界面上均不会发生全反射． [例17] 如图所示.一束平行单色光a垂直射向横截面为等边三角形的棱镜的左侧面.棱镜材料的折射率是.试画出该入射光射向棱镜后所有可能的射出光线. 解:由折射率为得全反射临界角是45°.光线从左侧面射入后方向不发生改变.射到右侧面和底面的光线的入射角都是60°.大于临界角.因此发生全反射.反射光线分别垂直射向底面和右侧面.在底面和右侧面同时还有反射光线.由光路可逆知.它们最终又从左侧面射出.所有可能射出的光线如图所示. [例18]平行光束垂直射在等腰玻璃棱镜的底面上.如图所示．如果在离棱镜距离L＝100cm处放一个屏M.在屏幕中央形成宽为2 d=1cm的暗斑．求棱镜的折射角α.玻璃的拆射率n=1．57.底面大小为2a＝5 cm. 解析:作出这束平行光经过玻璃棱镜后的光路图如图所示．从图中的光路图可知.棱镜的上半部的折射光线与入射光线的夹角为θ.入射角为α.折射角为β.由于α很小.由折射定律可得m=sinβ/sinα＝β／α. θ-β＝／L=3×10-2 θ=3×10-2rad α＝θ／(n-l)＝3×10-2／rad＝5．26×10-2rad=30 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答，若三题都做，则按A、B两题评分．
    B．（选修模块3-4 ）
    （1）下列说法中正确的是
    BD
    BD

    A．牛顿环是薄膜干涉的结果，当用频率更低的单色光照射时，牛顿环变密
    B．电子表的液晶显示应用了光的偏振原理
    C．雷达利用超声波来测定物体的距离和方位
    D．狭义相对性原理认为：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
    （2）如图甲所示，A、B、C为等腰棱镜，D为AB的中点．a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到D的距离相等，两束光通过棱镜折射后相交于图中的P点．则a光通过棱镜的时间
    大于
    大于
    b光通过棱镜的时间（选填“大于”、“等于”或“小于”）．a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射临界角
    小于
    小于
    b光发生全反射临界角（选填“大于”、“等于”或“小于”）
    （3）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图乙所示，经0.3s质点a第一次达到波峰位置，则质点b的起振方向为
    +y轴方向
    +y轴方向
    ，质点b的位移第一次为-5
    		2
    cm的时刻为
    0.65
    0.65
    s．

    C．（选修模块3-5）
    （1）（4分）下列说法正确的是
    AD
    AD

    A．黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
    B．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定
    C．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
    D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高
    （2）如图丙所示为氢原子的能级图．让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，则照射氢原子的单色光的光子能量为
    12.09
    12.09
    eV．用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是
    7.55
    7.55
    eV．
    （3）静止的
     
    6
    3
    Li    核俘获一个速度v1=7.7×104m/s的中子而发生核反应，生成两个新核．其中
     
    4
    2
    He    的速度大小为v2=2.0×104m/s，其方向与反应前中子速度方向相同．
    ①写出上述核反应方程
     
    6
    3
    Li+
     
    1
    0
    n→
     
    4
    2
    He+
     
    3
    1
    H
     
    6
    3
    Li+
     
    1
    0
    n→
     
    4
    2
    He+
     
    3
    1
    H
    ；
    ②求另-新核的速度大小和方向．

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    本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答，若三题都做，则按A、B两题评分．
    B．（选修模块3-4 ）
    （1）下列说法中正确的是______
    A．牛顿环是薄膜干涉的结果，当用频率更低的单色光照射时，牛顿环变密
    B．电子表的液晶显示应用了光的偏振原理
    C．雷达利用超声波来测定物体的距离和方位
    D．狭义相对性原理认为：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
    （2）如图甲所示，A、B、C为等腰棱镜，D为AB的中点．a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到D的距离相等，两束光通过棱镜折射后相交于图中的P点．则a光通过棱镜的时间______b光通过棱镜的时间（选填“大于”、“等于”或“小于”）．a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射临界角______b光发生全反射临界角（选填“大于”、“等于”或“小于”）
    （3）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图乙所示，经0.3s质点a第一次达到波峰位置，则质点b的起振方向为______，质点b的位移第一次为-cm的时刻为______s．

    C．（选修模块3-5）
    （1）（4分）下列说法正确的是______
    A．黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
    B．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定
    C．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
    D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高
    （2）如图丙所示为氢原子的能级图．让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，则照射氢原子的单色光的光子能量为______eV．用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是______eV．
    （3）静止的核俘获一个速度v1=7.7×104m/s的中子而发生核反应，生成两个新核．其中的速度大小为v2=2.0×104m/s，其方向与反应前中子速度方向相同．
    ①写出上述核反应方程______3Li+
     1
    n→
     42
    He+
     31
    H

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