4.光的色散棱镜 (1)白光通过三棱镜.要发生色散.从红到紫的方向是: ①同一介质对不同色光的折射率逐渐增大. ②在同一介质中不同色光的传播速度逐渐减小. ③光的频率逐渐增大. ④在真空中的波长逐渐减小. ⑤光子的能量逐渐增大. ⑥从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C减小. ⑦以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角增大. 以上各种色光的性质比较在定性分析时非常重要.一定要牢记. (2)棱镜对光的偏折作用 一般所说的棱镜都是用光密介质制作的.入射光线经三棱镜两次折射后.射出方向与入射方向相比.向底边偏折.(若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反.) 作图时尽量利用对称性(把棱镜中的光线画成与底边平行). 由于各种色光的折射率不同.因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象(红光偏折最小.紫光偏折最大.) [例15]如图所示.一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上.经折射后交于光屏上的同一个点M.若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率.下列说法中正确的是 A.n1<n2.a为红光.b为蓝光 B.n1<n2.a为蓝光.b为红光 C.n1>n2.a为红光.b为蓝光 D.n1>n2.a为蓝光.b为红光 解:由图可知.b光线经过三棱镜后的偏折角较小.因此折射率较小.是红光. (3)全反射棱镜 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜.选择适当的入射点.可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o或180o.要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射. [例16]如图所示.自行车尾灯采用了全反射棱镜的原理.它虽然本身不发光.但在夜间骑行时.从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后.会有较强的光被反射回去.使汽车司机注意到前面有自行车.尾灯的原理如图所示.下面说法中正确的是 A.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射 B.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射 C.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射 D.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射 解:利用全反射棱镜使入射光线偏折180°.光线应该从斜边入射.在两个直角边上连续发生两次全反射.所以选C. [例17]已知水对红光的折射率为4/3.红光在水中的波长与绿光在真空中的波长相等.求红光与绿光在真空中的波长比和在水中的频率比. 解答:设光从真空射入水中.在真空中的入射角为i.在水中的折射角为γ.折射定律.根据介质折射率的定义n=c/v(c为光在真空中的速率.v为光在介质中的速率).和光的波长.频率关系公式v=λf.由于同一种光的频率不因介质而变化.可得(λ0为光在真空中的波长.λ为光在介质中的波长) 根据题意... 折射定律是对同一种光来说的.要求两种不同频率的光波长比和频率比.就需要对折射定律进行扩展.对之赋予新的含义. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

【选修模块3-4】
(1)2009年诺贝尔物理学奖授予科学家高锟以及威拉德?博伊尔和乔治?史密斯.3名得主的成就分别是发明光纤电缆和电荷耦合器件(CCD)图象传感器.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是
D
D

A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
(2)如图1所示,一截面为正三角形的棱镜,其折射率为
3
.今有一束单色光射到它的一个侧面,经折射后与底边平行,则入射光线与水平方向的夹角是
30°
30°

(3)如图2所示是某时刻一列横波上A、B两质点的振动图象,该波由A传向B,两质点沿波的传播方向上的距离△x=6.0m,波长大于10.0m,求:
①再经过0.7s,质点A通过的路程.
②这列波的波速.

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选修3-4

(1)下列说法中正确的是(    )

A.在地面附近有一高速飞过的火箭 ,地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变慢了;火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化

B.托马斯·杨通过光的单缝衍射实验,证明了光是一种波

C.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象

D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽

E.光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大

F.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在,后来他又用实验证实电磁波的存在

G.次声波是频率低于20 Hz的声波,它比超声波更易发生衍射

(2)如图所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,∠A=30°。它对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2。在距AC边d处有一与AC平行的光屏。现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜。

①红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?

②若两种光都能从AC面射出,求在光屏MN上两光点间的距离。

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【选修模块3-4】
(1)2009年诺贝尔物理学奖授予科学家高锟以及威拉德?博伊尔和乔治?史密斯.3名得主的成就分别是发明光纤电缆和电荷耦合器件(CCD)图象传感器.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是______.
A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
(2)如图1所示,一截面为正三角形的棱镜,其折射率为.今有一束单色光射到它的一个侧面,经折射后与底边平行,则入射光线与水平方向的夹角是______.
(3)如图2所示是某时刻一列横波上A、B两质点的振动图象,该波由A传向B,两质点沿波的传播方向上的距离△x=6.0m,波长大于10.0m,求:
①再经过0.7s,质点A通过的路程.
②这列波的波速.

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(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是:
 

A、水面上的膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由于光的干涉造成的色散现象
B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生稳定的磁场
C、相对论认为,相对于任何参考系,光速都是一样的
D、在测定单摆周期时,为减小实验误差,最好在小球经过最大位移处时开始计时
(2)一列简谐横波沿x轴传播,图甲是t=3s时的波形图,图乙是波上x=2m处质点的振动图线.则该横波的速度为
 
m/s,传播方向为
 

(3)如图丙所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,∠A=30°.它对红光的折射率为n1.对紫光的折射率为n2.在距AC边d处有一与AC平行的光屏.现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜.
①红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?
②若两种光都能从AC面射出,求在光屏MN上两光点间的距离.
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各色光通过玻璃棱镜发生色散时的偏折角度不同,其中紫光的偏折角度比红光的大,这是由于在玻璃中紫光的传播速度
 
(填“大于”或“小于”)红光的传播速度,因此,玻璃对紫光的折射率
 
(填“大于”或“小于”)玻璃对红光的折射率.在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线三个波段的频率依次为Υ1、Υ2、Υ3,它们的大小关系是
 

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同步练习册答案