2015高中物理 专题 光学之光的折射课后练习二(含解析)新人教版选修3-4
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高中物理学习材料唐玲收集整理光的反射和折射练习及答案光的直线传播1.下列现象中能说明光是沿直线传播的是(A) 小孔成像 (B) 日食、月食(C) 海市蜃楼 (D) 射击中的三点一线解:(ABD)“海市蜃楼”现象说明光在不均匀介质(密度不一样的各空气层)中会发生折射,以至于全反射现象。
(在后面将了解到全反射)沙漠中,在沙面上方较高处的空气层比贴近沙面的空气层受热少,密度较大。
这样,沙面上的空气形成了上密下疏的状况。
从远处景物—绿树射来的光线穿过着上密下疏的空气层时就要发生折射,入射角逐渐增大,当达到临界角时,就会发生全反射,应而看到湖水得倒影,见图:空气层高,温度高,(空气导热不好)密度小,折射率小空气层较接近海面,温度低,(水海面上的“海市蜃楼”的形成过程也是上述道理。
见上图。
2.关于日食和月食的说法正确的是(A) 日全食是在地球的本影中发生的(B) 日环食是在月球的伪本影中发生的(C) 月偏食是在地球的半影区中发生的(D) 月偏食是在地球的本影区中发生的解:(BD )日食不再说了,月蚀是怎么会事呢?月球本身不是光源,反射太阳光而被我们看见。
发生月蚀时,太阳、地球、月球几近排在一条直线上,太阳照射地球在地球后面留下影子,有半影区和本影区,当月球一部分进入半影区时,有一部分太阳光被挡住,但月球向着地球的一面仍能反射另一部分太阳光而被我们看见,此时月球比平常略暗;当月球一部分进入本影区,一部分在半影区,则进入本影的部分不反射任何太阳光,为全黑,如图所示。
因此,月偏食是在月球一部分进入本影区,一部分在半影区时发生的;当月球全部进入本影区时,发生月全食。
注意:关键是我们总是在地球上观察!3.如图所示,小球位于距墙MO 和地面NO 等远的一点A ,在球的右边紧靠小球有一点光源S. 当小球以速度v 水平抛出后,恰好落在墙角O 处,当小球在空中运动时,在墙上就有球的影子由上向下运动,其影子中心的运动是(A) 匀速直线运动(B) 初速度为零的匀加速直线运动,加速度小于g(C) 自由落体运动 (D) 变加速运动 解:(A )设光源(即小球初始位置)到墙的距离为d,小球的影子在位置1;当小球经过时间t 下落到某一位置时,光照着它在墙上留下的影子在位置2;1、2两个位置之间的距离可以这样求出:太阳 地球 月球 M AS v 1 23θ在三角形12A 中,S 12=d ·tan θ而由平抛运动的知识我们知道,tan θ=t v gt 0221=02v gt 因此,S 12=d ·tanθ=02v dgt也就是说,影子的位移与时间成正比!当然,它对应的运动应为匀速直线运动。
专题:专题 光学之光的折射题一如图甲所示,在平静的水面下有一个点光源S ,它发出a 、b 两种不同颜色的光,在水面上形成一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为一圆形的由a 、b 两种单色光所构成的复合色区域,周边为一环状区域,且为a 光的颜色(如图乙所示).则以下说法中正确的是( )A .水对a 光的折射率比对b 光的大B .a 光在水中的传播速度比b 光的小C .a 光的频率比b 光的小D .a 光在水中的传播频率比在空气中的小题二在折射率为n 、厚度为d 的玻璃板上方的空气中有一点光源S ,从S 发出的光线SA 以入射角i 入射到玻璃板上表面,经过玻璃板后从下表面射出,如图所示。
若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传播时间相等,则点光源S 到玻璃板上表面的垂直距离l 应是多少?题三如图所示,巡查员站立于一空的贮液池边,检查池角出液口的安全情况.已知池宽为L ,照明灯到池底的距离为H ,若保持照明光束方向不变,向贮液池中注入某种液体,当液面高为H 2时,池底的光斑距离出液口L 4. (1)试求:当液面高为23H 时,池底的光斑到出液口的距离x. (2)控制出液口缓慢地排出液体,使液面以vh 的速率匀速下降,试求池底的光斑移动的速率vx.题四如图所示为一透明的圆柱体的横截面,其半径为R ,折射率为3,AB 是一条直径,若有一束平行光沿AB 方向射向圆柱体,折射后经过B 点的入射光线到AB 的距离为多少?课后练习详解题一答案:C详解:依题意作出光路图,可知b 光发生全反射的临界角较小.由n =1sinC可知nb >na ,所以A 选项错误;由v =c n可知va >vb ,故B 选项错误;折射率大的光频率大,所以C 选项正确;光从一种介质进入另外一种介质,频率不变,故D 选项错误。
题二 答案:i n id n 222sin cos -详解:设光线在玻璃中的折射角为r ,则光线从S 到玻璃板上表面的传播距离i ll cos 1=,光线从S 到玻璃板上表面的传播时间i c lt cos 1=。
专题:专题光学之光的折射题一一束光从介质1进入介质2,方向如图所示,下列对于1、2两种介质的光学属性的判断正确的是()A.介质1是光疏介质B.介质1的折射率大C.光在介质1中的传播速度大D.光在介质1中的频率大题二如图所示,有两束颜色相同的、间距为d的平行细光束以相同的入射角射到成θ角的玻璃砖上表面,则从玻璃砖下表面射出的光线b()A.仍是平行光束,但宽度大于dB.仍是平行光束,但宽度小于dC.成为会聚光束D.成为发射光束题三如图所示,置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体。
容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm长的线光源。
靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板,另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜,用来观察线光源。
开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。
将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时,通过望远镜刚好可以看到线光源底端。
再将线光源沿同一方向移动8.0 cm,刚好可以看到其顶端,求此液体的折射率n.题四一半圆柱形透明物体横截面如图所示,地面AOB镀银,O表示半圆截面的圆心,一束光线在横截面内从M点入射,经过AB面反射后从N点射出.已知光线在M点的入射角为30°,∠MOA=60°,∠NOB=30°,求:(1)光线在M点的折射角;(2)透明物体的折射率.课后练习详解题一答案:B详解:光线从介质1射入介质2,从光路图可以看出,入射角为:90°-60°=30°,折射角为:90°-15°=75°,入射角小于折射角,说明介质1的折射率大,它是光密介质,光在介质1中的传播速度小,光的频率不变,选项B正确。
题二答案:B详解:光路图如图所示,由此可知,从玻璃砖下表面射出的光线仍是平行光束,但宽度小于d ,B 正确.A 、C 、D 错误。
题三答案:1.25详解:如图所示,当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时,射到遮光板边缘O 的那条光线的入射角最小.若线光源底端在A 点时,通过望远镜刚好可以看到此线光源底端,设过O 点液面的法线为OO1,则∠AOO1=α ①其中α为此液体到空气的全反射临界角,由折射定律有:sinα=1n② 同理,若线光源顶端在B1点时,通过望远镜刚好可以看到此线光源顶端,则∠B1OO1=α.设此时线光源底端位于B 点.由图中几何关系可得sinα=1ABAB ③ 联立②③式得n =AB2+BB21AB④ 由题给条件可知:AB =8.0 cm ,BB1=6.0 cm ,代入④式得n =1.25题四答案:(1)15° (2)6+22详解:(1)如图,透明物体内部的光路为折线MPN ,Q 、M 点相对于底面EF对称,Q 、P 和N 三点共线.设在M 点处,光的入射角为i ,折射角为r ,∠OMQ =a ,∠PNF =β,根据题意有α=30°.① 由几何关系得:∠PNO =∠PQO =r ,于是β+r =60°②且α+r =β.③由①②③式得r =15°④(2)根据折射率公式有sin i =nsin r .⑤6+2由④⑤式得n=2.。
第十三章光【自主预习】(认真阅读教材P59-P62相关内容,独立完成下列问题)1.(1)一单色光照射到一条狭缝时,当狭缝较宽时,光沿___________传播,在光屏上形成一条宽度跟狭缝宽度___________的亮区;当狭缝较窄时,尽管亮区的___________有所减弱,但___________增大了,这表明光经过较窄的单缝时,并没有沿___________传播,而是绕过了单缝的边缘传播到了更宽的空间,这就是光的衍射现象,且缝的宽度越窄,在光屏上形成的亮区的范围越___________。
(2)明暗条纹产生的位置特点:来自前后两个面的反射光所经过的路程差不同,在某些位置,这两列波叠加后相互加强,出现了________,反之则出现暗条纹。
2.光产生明显衍射的条件是:障碍物或孔或狭缝的尺寸与光的波长______________,或比光的波长___________。
3.衍射光栅是由许多的狭缝地排列起来形成的光学元件,由衍射光栅得到的衍射图样与单缝衍射相比,衍射条纹的宽度,亮度。
(1)单缝衍射的条纹比较宽,而且距中央亮条纹较远的条纹,亮度也较低。
因此单缝衍射达不到实用要求。
(2)实验表明,如果增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。
光学仪器中用的衍射光栅就是据此制成的。
4.光的衍射现象表明,我们平时说的“光沿直线传播”只是一种________情况。
光在________障碍物的________介质中是沿直线传播的;但是,在障碍物的尺寸可以跟光的波长________,甚至比光的波长________的时候,衍射现象________,这时就不能说光沿直线传播了。
5.衍射现象与干涉现象的比较【典型例题】一、光的衍射【例1】对光的衍射现象的定性分析,下列描述中正确的是( )A.只有障碍物尺寸小时,光才会发生衍射现象B.衍射现象是光波互相叠加的结果C .光的衍射否定了光的直线传播的结论D .光的衍射为光的波动说提供了有力的证据【例2】.光的衍射现象,下面说法正确的是( )A .红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B .白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C .光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑,说明发生了衍射D .光照到较大圆孔上出现大光斑,说明光沿着直线传播,不存在光的衍射二、衍射光栅【例3】在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是( )A .将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄B .使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄C .换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽D .增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽【例4】.如图甲、乙分别是单色光通过同一窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样,则 ( )A .甲、乙均是干涉条纹B .甲、乙均是衍射条纹C .甲对应的光的波长较长D .乙对应的光的波长较长三、衍射现象与干涉现象的比较【例5】单色光通过双缝产生干涉现象,同种单色光通过单缝产生衍射现象,在光屏上都是明暗相间的条纹,比较这两种条纹( )A .干涉、衍射条纹间距都是均匀的B .干涉、衍射条纹间距都是不均匀的C .干涉条纹间距不均匀,衍射条纹间距均匀D .干涉条纹间距均匀,衍射条纹间距不均匀四、小孔衍射【例6】让烛光照射到一块遮光板上,板上有一个可自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓慢地由大到小直到闭合,试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)【课后练习】1.关于衍射,下列说法中正确的是( )A .干涉现象中条纹的出现是光波叠加后产生的结果B .双缝干涉中也存在衍射现象C .一切波都很容易发生明显的衍射现象D .影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实甲 乙2.点光源照在一个剃须刀片上,在屏上形成了它的影子,其边缘较为模糊,原因是( ) A.光的反射B.光强太小C.光的干涉D.光的衍射3.用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍射图样,它们的特点是( )A.用小圆盘时中央是暗的,用小圆孔时中央是亮的B.用小圆盘时中央是亮的,用小圆孔时中央是暗的C.中央均为亮点的同心圆条纹D.中央均为暗点的同心圆条纹4.抽制细丝时可用激光监控其粗细,如图2所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同,则( )①这是利用光的干涉现象②这是利用光的衍射现象③如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗了④如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了A.①③ B.②④C.①④D.②③5.关于光的干涉和衍射现象,下列说法正确的是( )A.光的干涉现象遵循波的叠加原理,衍射现象不遵循波的叠加原理B.光的干涉条纹是彩色的,衍射条纹是黑白相间的C.光的干涉现象说明光具有波动性,光的衍射现象不能说明这一点D.光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果6.用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验,比较屏上的条纹,下列说法中正确的是( )A.双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹B.单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹C.双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹D.单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹7.如图3所示,a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气,结果折射角相同,下列说法正确的是( )A.b在该介质中的折射率比a大B.若用b做单缝衍射实验,要比用a做中央亮条纹更宽C.用a更易观测到泊松亮斑D.做双缝干涉实验时,用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大8. 在一次观察光的衍射实验中,观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样,那么障碍物是下列给出的( ) A.很小的不透明圆板B.很大的中间有大圆孔的不透明挡板C.很大的不透明圆板D.很大的中间有小圆孔的不透明挡板9.用红光进行双缝干涉实验时(缝极窄),如果用不透光的纸遮住一个缝,则屏上出现( ) A.一片黑暗B.一片红光C.原干涉条纹形状不变,但亮度减弱D.红、黑相间的条纹10.对单缝衍射现象,以下说法正确的是 ( ) A.缝的宽度d越小,衍射条纹越亮B.缝的宽度d越小,衍射现象越明显C.缝的宽度d越小,光的传播路线越接近直线D.入射光的波长越短,衍射现象越明显11.对于光的衍射的定性分析,下列说法中正确的是()A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候,才能明显地产生光的衍射现象B.光的衍射现象是光波相互叠加的结果C.光的衍射现象否定了光的直线传播的结论D.光的衍射现象说明了光具有波动性12.某同学以线状白炽灯为光源,利用游标尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后,总结出以下几点,你认为正确的是( )A.若狭缝与灯泡平行,衍射条纹与狭缝平行B.若狭缝与灯泡垂直,衍射条纹与狭缝垂直C.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关D.衍射条纹的间距与光的波长有关13.以下关于光现象的说法中正确的是()A.一个面光源发出的光经较大的障碍物后在屏上的影有本影和半影,这是光发生衍射的结果B.把两支铅笔捏紧,能过中央的细缝去观察日光灯,会看到彩色条纹,这是光发生衍射的结果C.白光通过单缝衍射时,偏离中央亮纹最远的是红光D.一束平行白光经凸透镜折射后,在其后的屏上也会看到彩色的亮环,这是光发生衍射的结果例题答案:1.【答案】B、D【解析】一切光都可以发生衍射现象,只不过有明显和不明显之分,A项错误;光波衍射形成明暗相间的条纹是叠加形成的,B项正确;光的衍射现象与光的直线传播并不矛盾,前者是波动性的体现,后者是粒子性的体现,故C项错误,D项正确。
第十三章光习题课:光的折射和全反射课后篇巩固提升1.劣质的玻璃中往往含有空气泡,这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有以下不同的解释正确的是( )A.空气泡对光线有会聚作用,因而较亮B.空气泡对光线有发散作用,因而较亮C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮2.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示。
下列说法正确的是( )A.单色光1的波长小于单色光2的波长B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角,光1的折射率较大,与光2相比,其波长较小,在玻璃中传播速度较小,临界角较小,通过玻璃的时间较大。
3.在测定玻璃的折射率实验中,已画好玻璃砖界面两直线aa'与bb'后,不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点,如图所示,若其他操作正确,则测得的折射率将( )A.变大B.变小C.不变D.变大、变小均有可能设P1、P2、P3、P4是正确操作所得到的四枚大头针的位置,画出光路图后可知,即使玻璃砖向上平移一些,如图所示,实际的入射角没有改变。
实际的折射光线是O1O1',而现在误把O2O2'作为折射光线,由于O1O1'平行于O2O2',所以折射角没有改变,折射率不变。
4.图甲为光学实验用的长方体玻璃砖,它的面不能用手直接接触。
在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图乙所示。
计算折射率时,用(选填“d”或“e”)点得到的值较小,用(选填“d”或“e”)点得到的值误差较小。
1光的反射和折射课后篇巩固提升根底巩固1.光从某介质射入空气,入射角θ1从零开始增大到某一值的过程中,折射角θ2也随之增大,如此如下说法正确的答案是()A.比值θ1θ2不变B.比值sin θ1sin θ2不变C.比值sin θ1sin θ2是一个大于1的常数D.比值sin θ1sin θ2是一个小于1的常数,可知sin θ1sin θ2不变,A错误,B正确;又入射角小于折射角,所以sin θ1sin θ2<1,C错误,D正确。
2.假设某一介质的折射率较大,那么()A.光由空气射入该介质时折射角较大B.光由空气射入该介质时折射角较小C.光在该介质中的速度较大D.光在该介质中的速度较小n=sin θ1sin θ2可知,光由空气射入介质时的折射角是由折射率n和入射角θ1共同决定,因此选项A、B错误;由n=θθ可知,介质的折射率越大,光在该介质中的速度越小,应当选项C错误,D 正确。
3.如下列图,光在真空和介质的界面MN上发生偏折,那么如下说法正确的答案是()A.光是从真空射向介质B.介质的折射率约为1.73C.光在介质中的传播速度约为1.73×108 m/sD.反射光线与折射光线成60°,所以光是从介质射向真空的,选项A错误;据折射率公式n=sin60°sin30°,所以n≈1.73,选项B正确;再由折射率n=θθ,代入数据得v≈1.73×108 m/s,选项C正确;反射光线与折射光线成90°角,选项D错误。
4.光线由空气射向某介质,当入射角为i时,折射光线与反射光线正好垂直,那么这种介质的折射率和光在该介质中的速度分别为()A.n=sin i,v=c·sin iB.n=tan i,v=c·tan iC.n=tan i,v=θtanθD.n=cos i,v=θcosθ,所以折射角r=90°-i,如此n=sinθsinθ=sinθsin(90°-θ)=tani,A、D项错误;又n=θθ,故v=θθ=θtanθ,B项错误,C项正确。
高二物理(选修)巩固作业二班级:姓名:课题:光的干涉实验:用双缝干涉测量光的波长1.两束光相遇时要产生稳定干涉的条件是两束光的____________相等。
2.产生相干光源的方法是:将一束________________的单色光(如红色激光束)投射到两条相距很近的平行狭缝,再由这两个狭缝组成了两个振动情况________________的光源,这样的光源就是相干光源。
3.在单色光的双缝干涉中,最后出现的是______________的干涉条纹;当屏上某点到双缝的路程差等于______________________时,该处出现亮条纹,当屏上某点到双缝的路程差等于______________________时,该处出现暗条纹。
干涉条纹的间距与______________________和______________________有关。
4.用单色光做双缝干涉实验,在屏上观察到干涉条纹。
如果将双缝的间距变大,则屏上的干涉条纹的间距将____________;如果增大双缝与屏之间的距离,则屏上的干涉条纹的间距将____________;如果将红光改为紫光做双缝干涉实验;则屏上的干涉条纹的间距将____________。
(填“变大”“变小”或“不变”)5.关于双缝干涉条纹的以下说法中正确的是( ) A.用同一单色光做双缝干涉实验,能观察到明暗相间的单色条纹B.用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该色光波长的整数倍C.用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍D.用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定是该色光半波长的奇数倍6.在双缝干涉实验中保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变,用不同的色光照射时,则下列叙述正确的是( )A.红光的干涉条纹间距最大B.紫光的干涉条纹间距最大C.红光和紫光干涉条纹间距一样大D.用白光照射会出现白色干涉条纹7.用包含红、绿、紫三种色光的复色光做光的干涉实验,在所产生的干涉条纹中离中心条纹最近的干涉条纹是( )A.紫色条纹B.绿色条纹C.红色条纹D.都一样近8.关于双缝干涉实验,若用白光作光源照射双缝,以下说法正确的是( )A.屏上会出现彩色干涉条纹,因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光,但一定不是干涉条纹D.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光9.在双缝干涉中,用白光入射双缝时,在光屏上可观察到彩色条纹,若把双缝分别用红色滤光片(只能通过红光)和蓝色滤光片(只能通过蓝光)挡住,则在光屏上可以观察到( )A.红色和蓝色两套干涉条纹的叠加B.紫色干涉条纹(红色和蓝色叠加为紫色)C.屏上两种色光叠加,但不会出现干涉条纹D.屏上的上半部分为红色光,下半部分为蓝色光,不发生光的叠加10.(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,装置如图1所示,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②____________、③____________、④____________、⑤遮光筒、⑥____________。
第1节光的反射和折射第一课时 光的反射和折射一、反射及反射定律 1.光的反射光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时,一部分光会返回到第1种介质的现象。
2.反射定律反射光线与入射光线、法线处在同一平面内,反射光线与入射光线分别位于法线的两侧;反射角等于入射角。
二、光的折射和折射率1.光的反射定律:简记为,共面、两侧、相等。
2.荷兰数学家斯涅耳总结的光的折射定律:(1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
(2)表达式:sin θ1sin θ2=n 12,式中n 12是比例常数。
3.物理学中把光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率,用符号n 表示。
4.折射率n 由介质本身及入射光的频率决定,且有n =cv 。
1.光的折射和折射定律 光的折射光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时,一部分光进入第2种介质的现象入射角折射角入射角:入射光线与法线的夹角 折射角:折射光线与法线的夹角折射定律折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比,即sin θ1sin θ2=n 12光路可逆性 在光的反射和折射现象中,光路都是可逆的2.折射率 (1)物理意义反映介质的光学性质的物理量。
(2)定义光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,简称折射率,即n =sin θ1sin θ2。
(3)折射率与光速的关系某种介质的折射率,等于光在真空中的传播速度c 与光在这种介质中的传播速度v 之比,即n =c v。
(4)特点任何介质的折射率都大于1。
1.自主思考——判一判(1)反射定律是确定反射光线的位置的规律。
(√) (2)不是所有的反射现象都遵循反射定律。
(×) (3)发生漫反射时,反射角不等于入射角。
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全反射基础巩固1,一束光从该介质射向空气,入射角是60°,则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气,Ⅱ为介质)()甲2.空气中两条光线a和b从方框左侧入射,分别从方框下方和上方射出,其框外光线如图甲所示。
方框内有两个折射率n=1。
5的玻璃全反射棱镜。
图乙给出了两棱镜四种放置方式的示意图,其中能产生图甲效果的是()乙3.光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的。
如图所示,一光导纤维内芯折射率为n1,外层折射率为n2,一束光信号与界面夹角为α由内芯射向外层,要在界面上发生全反射,必须满足的条件是( )A.n1>n2,α小于某一值B.n1<n2,α大于某一值C.n1>n2,α大于某一值D.n1<n2,α小于某一值4.下列说法正确的是( )A.潜在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时,看到的物体的像将比物体所处的实际位置低B.光纤通信是一种现代通信手段,它是利用光的全反射原理来传播信息的C.玻璃杯裂缝处在光的照射下,看上去比周围明显亮,是由于光的全反射D.海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气折射率比下层空气折射率大能力提升5.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BC的中点,则( )AB .光在F 点发生全反射C .光从空气进入棱镜,光速变小D .从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行6.如图,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC ,∠A 为直角。
课时追踪检测(十一)光的反射和折射1.如图 1 所示,落山的太阳看上去正幸亏地平线上,但实质上太阳已处于地平线以下,察看者的视觉偏差大小取决于当地大气的状况。
造成这类现象的原由是()图1A.光的反射B.光的折射C.光的直线流传D.小孔成像分析:选 B太阳光芒进入大气层发生折射,使流传方向改变,而令人感觉太阳的位置比实质地点偏高。
2.光射到两种不一样介质的分界面,剖析后来的流传情况可知()A.折射现象的出现说明光的流传需要介质B.发生折射现象光阴沿曲线流传C.折射光与入射光的流传方向老是不一样的D.发生折射是由于光在不一样介质中的流传速度不一样分析:选 D光能够在真空中流传,即介质其实不是必要的,故 A 选项错误;发生折射现象光阴仍沿直线流传,不过一般状况下折射光芒与入射光芒方向不在同向来线上,故选项错误;当光垂直射到两种不一样介质的分界面时,折射光芒与入射光芒的流传方向是相同的,故 C 选项错误;当光射到两种不一样介质的分界面时会发生折射现象,这是由于不一样B介质对光的(绝对 )折射率n=v c不一样,即光在不一样介质中的流传速度不一样,故D 选项正确。
3.插入水中的筷子,水里部分从水面斜着看起来是( )A.向上波折B.向下波折C.没有变化D.与水对光芒的反射相关,难以确立分析:选 A由光的折射定律知,水中的筷子所成的像比实质地点浅,则应向上波折,选项 A 正确。
4. (多项选择 )如图2 所示,一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入,从玻璃砖射出后分红a、 b 两束单色光。
则( )图 2A.玻璃砖对 a 光的折射率为 2B.玻璃砖对 a 光的折射率为C. b 光的频次比 a 光的大D. b 光在玻璃中的流传速度比 a 光的大分析:选 AC 由 a 光的偏折程度比 b 光的小,可知 a 光的频次、在玻璃中的折射率均较小,则 a 光在玻璃中的流传速度较大,故 C 正确, D 错误;依据折射定律 a 光在玻璃中的折射率 n=sin 45 °正确, B 错误。
专题:专题 光学之光的折射
题一
如图甲所示,在平静的水面下有一个点光源S ,它发出a 、b 两种不同颜色的光,在水面上形成一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为一圆形的由a 、b 两种单色光所构成的复合色区域,周边为一环状区域,且为a 光的颜色(如图乙所示).则以下说法中正确的是( )
A .水对a 光的折射率比对b 光的大
B .a 光在水中的传播速度比b 光的小
C .a 光的频率比b 光的小
D .a 光在水中的传播频率比在空气中的小
题二
在折射率为n 、厚度为d 的玻璃板上方的空气中有一点光源S ,
从S 发出的光线SA 以入射角i 入射到玻璃板上表面,经过玻
璃板后从下表面射出,如图所示。
若沿此光线传播的光从光源
到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传播时间相等,则
点光源S 到玻璃板上表面的垂直距离l 应是多少?
题三
如图所示,巡查员站立于一空的贮液池边,检查池角出液口的安全情况.已知池宽为L ,照明
灯到池底的距离为H ,若保持照明光束方向不变,向贮液池中注入某种液体,当液面高为H 2
时,
池底的光斑距离出液口L 4
. (1)试求:当液面高为23
H 时,池底的光斑到出液口的距离x. (2)控制出液口缓慢地排出液体,使液面以vh 的速率匀速下
降,试求池底的光斑移动的速率vx.
题四
如图所示为一透明的圆柱体的横截面,其半径为R ,折射率为3,
AB 是一条直径,若有一束平行光沿AB 方向射向圆柱体,折射后经
过B 点的入射光线到AB 的距离为多少?
课后练习详解
题一
答案:C
详解:依题意作出光路图,可知b 光发生全反射的临界角较小.由n =1sinC
可知nb >na ,所以A 选项错误;由v =c n
可知va >vb ,故B 选项错误;折射率大的光频率大,所以C 选项正确;光从一种介质进入另外一种介质,频率不变,故D 选项错误。
题二 答案:i n i
d n 222sin cos -
详解:设光线在玻璃中的折射角为r ,则光线从S 到玻璃板上表面的传播距离
i l
l cos 1=,光
线从S 到玻璃板上表面的传播时间i c l
t cos 1=。
其中c 表示空气中的光速,光线在玻璃板中的传播距离r d l cos 2=光线在玻璃板中的传播时间 r c nd t cos 2=,据题意有i l r nd cos cos = ,
由折射定律sini=nsinr ,解得
i n i d n d n i i n l 22222sin cos sin 1cos -=-=
题三
答案:(1)L 3 (2)L 2H
·vh 详解:(1)光路图如图.
由几何关系知:x +l h =L H
① 由折射定律:L L2+H2=n·l l2+h2
② 代入h =H 2、l =L 4得:n =L2+4H2L2+H2 ③ 联立①②③式得x =L 2H
·h. 当h =23H 时,解得x =L 3
. (2)由x =L 2H ·h 知,Δx =L 2H ·Δh ,则Δx Δt =L 2H ·Δh Δt ,即vx =L 2H
·vh. 题四
答案: 23
R
详解:如图所示,设折射后经过B 点的入射光线的入射点为C ,连
接BC ,则BC 为其折射光线,OC 为法线。
若折射角为θ,由几何知
识可知入射角为2θ,根据折射定律得3sin 2sin =θθ,即θ=30°,则入
射光线到AB 的距离
CD=Rsin2θ=23
R.。