4.解析:从图中可以看出,为使上表面射入的光线经两次折射后从右侧面射出,θ1和θ2都必须小于临界角C,即θ1<C,θ2<C,而θ1+θ2=90°,故C>45°,n=1/sinC<,选B。
答案:B
3.解析:根据全反射的条件可知:玻璃芯的折射率n1要大于外层材料的折射率n2,选项A正确。
据题意有;
而;
在玻璃芯中传播时;
联立解得
易错点悟:本题考查光的全反射运用的问题,部分考生认为光传播的快,发生一些偏折可以忽略。如果经过长距离的光导纤维,就不能不考虑了。部分考生还容易讲折线近似看成直线或把光在折射率为的玻璃芯中的速度当成C。
答案:A
2.解析:据临界角公式可知该介质对单色光的折射率为n=,选项A正确。而,据此可知选项B、C正确。而光传播时频率是不变的,选项D错误。
易错点悟:本题比较基础,但部分考生不清楚折射率与速度、波长的关系,导致漏选选项。
答案:ABC
1.解析:如图所示:
由
知
在直角三角形中有:
直径D=2h=2 h tan(arc sin)
易错点悟:本题考查了光的折射,折射定律,折射率,全反射和临界角等知识点,部分考生对于临界角的公式容易混淆其字母的物理意义。
答案:A
5. 大于;反射;光从光密介质射向光疏介质;入射角大于或等于临界角;900;
考能训练
4. 介质本身;越大;n=c/v;大于;大于;光密;光疏;
3. 一种介质;另一种介质;正比;可逆;
2. 原介质中;同一平面内;法线的两侧;反射角;入射角;可逆;
用光的折射解释自然现象
现象一:星光闪烁与光折射
由于重力的影响,包围地球的大气密度随高度而变化;另外,由于气候的变化,大气层的各处又在时刻不断地变化着,这种大气的物理变化叫做大气的抖动.由于大气的抖动便引起了空气折射率的不断变化.我们观望某一星星时,星光穿过大气层进入眼睛,于是看到了星光.之后由于大气的抖动,使空气折射率发生变化,星光传播的路径便发生了改变,这时星光到达另一地点,我们站在原来的地方就看不见它的光了,便形成一次闪烁.大气的抖动是时刻不停的,并与气候密切相关.一般大气抖动明显地大气折射率而形成一次闪烁的时间间隔是1-4秒,所以,我们观望星空时,看到的星光是闪烁的了
现象二:蓝天、红日与光散射
光在传播过程中,遇到两种均匀媒质的分界面时,会产生反射和折射现象.但当光在不均匀媒介质中传播时,情况就不同了.由于一部分光线不能直线前进,就会向四面八方散射开来,形成光的散射现象.地球周围由空气形成的大气层,就是这样一种不均匀媒质.因此,我们看到的天空的颜色,实际上是经大气层散射的光线的颜色.科学家的研究表明,大气对不同色光的散射作用不是“机会均等”的,波长短的光受一的散射最厉害.当太阳光受到大气分子散射时,波长较短的蓝光被散射得多一些.由于天空中布满了被散射的蓝光,地面上的人就看到天空呈现出蔚蓝色.空气越是纯净、干燥,这种蔚蓝色就越深、越艳.如果天空十分纯净,没有大气和其他微粒的散射作用,我们将看不到这种璀璨的蓝色.比如在2万米以上的高空,空气气体分子特别稀薄,散射作用已完全消失,天空也会变得暗淡.
同样道理,旭日初升或日落西山时,直接从太阳射来的光所穿过的大气层厚度,比正午时直接由太阳射击来的光所穿过的大气层厚度要厚得多.太阳光在大气层中传播的距离越长,被散射掉的短波长的蓝光就越多,长波长的红光的比例也显著增多.最后到达地面的太阳光,它的红色万分也相对增加,因此,才会出现满天红霞和血红夕阳.实际上,发光的太阳表面的颜色却始终没有变化.
现象三:光在大气中的折射
光在到达密度不同的两层大气的分界面时,会发生光的折射.气象学告诉我们,空气的密度的大小主要受气压和气温两个条件的影响.气压指得是单位面积空气柱的重量.大气层包围在地球表面,因此在大气层的低层气压较高,越向上气压越低.气压高则空气密度大,气压低则空气密度小.因此,正常情况下,总是贴近地面的空气密度最大,越向上空气密度越小.温度对空气密度的影响和气压则刚好相反.气温越高,空气的体积越膨胀,空气的密度越小;温度越低,空气收缩,则空气的密度变大.一般越接近地面温度越高(逆温层是个例外).
根据实测所得,在大多数情况下,温度的上下差别不是太大,而气压上下的差别却很显著,因此气压对空气密度的垂直分布所产生的影响远比气温的影响大,这就使得空气密度经常是越向上越小的(当然减小的情况并不是一成不变的).
由于地球上空气的密度随高度的变化,折射率随密度减小而正比例地减小,因此光在大气中传播时,通过一层层密度不同的大气,在各层的分界面处会发生折射,使光线不沿直线传播而是变弯曲,这样当太阳和其他星体的光线进入大气以后,光线就会拐弯,这种现象称天文折射,这使在地面观测得的天体视位置S'比实际位置S高.
第三节 光的折射 全反射
考点知识梳理
1. 均匀介质;能量;长度;时间;
12.如图13-3-17所示,玻璃球的半径为R,折射率n=,今有一束平行光沿直径AB方向照射在玻璃球上,试求离AB多远的入射光线最终射出后沿原方向返回
答案(1)①从该时刻经,质点M恰经过平衡位置,所以位移为0。
②该时刻振动增强的点是:M、O、P、Q;振动减弱的点是:N。
B 能力提升
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