6.下述哪些现象不是由于全反射造成的 ( )
A、露水珠在阳光照射下格外明亮 B、用光导纤维传送光信号
C、海市蜃楼 D、水中的气泡看起来格外明亮
5.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光 ( )
A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大
B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大
C.从该玻璃中射入空气发生反射时,红光临界角较大
D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大
4.如图3-1-7所示,海面下的潜艇Q为了与海面上的指挥船P保持联系,潜艇Q发出的红外线信号1和紫外线信号2沿图示路线传播,到达指挥船P。下列传播路线的图示中可能正确的是 ( )
3.如图3-1-6所示,从桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示,有一半径为r的圆柱形平行光速垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为( )
A.r B.1.5r C.2r D.2.5r
2.如图3-1-5所示,激光液面控制仪的原理是:固定的一束激光AO以入射角i照射到水平面上,反射光OB射到水平放置的光屏上,屏上用光电管将光讯号转换为电讯号,电讯号输入控制系统来控制液面的高度,若发现光点在屏上向右移动了△s距离,即射到点,则液面的高度变化是( )
A.液面降低 B.液面升高
C.液面降低 D.液面升高
1. 如图3-1-4所示,在A点有一个小球,紧靠小球的左方有一个点光源S。现将小球从A点正对着竖直墙平抛出去,打到竖直墙之前,小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是 ( )
A.匀速直线运动 B.自由落体运动
C.变加速直线运动 D.匀减速直线运动
例1.某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜,两平面镜相互平行,物体距离左镜4m,右镜8m,如图3-1-1所示,物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是
A.24m B.32m C.40m D.48m
解析:本题考查平面镜成像 从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像, 第3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为32cm.答案:B
点拨:像与物关于镜面对称
例题2.一半径为R的1/4球体放置在水平面上,球体由折射率为的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图3-1-2甲所示。已知入射光线与桌面的距离为。求出射角。www..
解析:设入射光线与1/4球体的交点为C,连接OC,OC即为入射点的法线。因此,如图3-1-2乙中的角α为入射角。过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B。依题意,∠COB=α。又由△OBC知:sinα =
设光线在C点的折射角为β,由折射定律得
由①②式得
由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见3-1-2乙图)为30°。由折射定律得
因此 解得
点拨:本题考查几何光学知识,通过画光路图,根据折射定律,由几何关系列式求解。
例题3.一玻璃砖横截面如图选修3-1-3所示,其中ABC为直角三角形(AC边末画出),AB为直角边ABC=45°;ADC为一圆弧,其圆心在BC边的中点。此玻璃的折射率为1.5。P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖,则 ( )
A. 从BC边折射出束宽度与BC边长度相等的平行光
B. 屏上有一亮区,其宽度小于AB边的长度
C. 屏上有一亮区,其宽度等于AC边的长度
D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时,屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大
解析:宽为AB的平行光进入到玻璃中直接射到BC面,入射角为45o>临界角,所以在BC面上发生全反射仍然以宽度大小为AB长度的竖直向下的平行光射到AC圆弧面上.根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于AB的长度,B对.D正确。
答案:BD
点拨:本题考查光的折射和全反射。当光线由光密介质射向光疏介质入射角大于或等于临界角时,将会发生全反射
5.全反射
(1)全反射:光从光密介质射入光疏介质,当入射角大于(或等于)某一角度时,折射光线消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射。
(2)产生条件:①光从光密介质射入光疏介质 ②入射角大于(或等于)临界角
(3)临界角:折射角等于90º(或折射光线恰好消失)时的入射角叫临界角。
公式:sinC= (C为临界角)
(4)全反射现象的应用:①光导纤维 ②全反射棱镜
全反射的一个重要应用就是用于光导纤维(简称光纤)。光纤有内、外两层材料,其中内层是光密介质,外层是光疏介质。光在光纤中传播时,每次射到内、外两层材料的界面,都要求入射角大于临界角,从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光,经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。
4.光的折射
(1)光的折射:光由一种介质进入另一种介质或在同一种不均匀介质中传播时,方向发生偏折的现象叫做光的折射。
(2)折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居在法线的两侧,入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数。
3.平面镜
(1)平面镜的成像特点:成正立的等大虚像,物与像关于镜面对称。
(2)平面镜成像光路作图的技巧:先根据平面镜成像的特点,确定像的位置,再补画入射光线与反射光线。
(3)平面镜的视场问题:需借助边界光线作图。如有障碍物,还需画出障碍物的像,再借助边缘光线作图。
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