第十二章第3讲光的折射全反射

1、第3讲光的折射全反射1. 华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”.光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图9所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播.F列关于光导纤维的说法中正确的是外套内芯图1A.内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B. 内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大解析光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A对、B错；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错.答案A2. 有一块玻璃砖，上、下两面光滑且平行，有一束光线从空

2、气射入玻璃砖，下面给出的四个光路图中正确的是（）解析本题中由于玻璃砖上、下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，上表面能够发生折射，则下表面一定能够发生折射，又因为有折射就有反射，故D正确.答案D3. 个等腰直角三棱镜的截面如图2所示，一细束蓝光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且有PQ/AB（图中未画光在棱镜内的光路）如果将一细束绿光仍从P点沿平行底面AB方向射入三棱镜，则从BC面射出的光线（）A仍从Q点射出，出射光线平行于ABB仍从Q点射出，出射光线不平行于ABC. 可能从Q'点射出，出射光线平行于ABD. 可能从Q点射出，出

3、射光线平行于AB解析将蓝光换成绿光，其折射率变小，在AC面的折射角变大，光路如图所示，可能从Q点射出且平行于AB，故D正确.答案D4实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长入的变化符合科西经验公式：n=A+学，其中A、B、C是正的常量太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图3所示，则（）.图3A屏上c处是紫光B屏上d处是红光C屏上b处是紫光D屏上a处是红光解析可见光中红光波长最长，折射率最小，折射程度最小，所以a为红光,而紫光折射率最大，所以d为紫光.答案D5安庆市市民广场灯光音乐喷泉的水池中，有处于同一深度的若干彩灯，晚上在彩灯上方附近观察不同颜色彩灯的深度会有所不同，假设所有彩灯均视

4、为点光源，现就红光灯和绿光灯比较，下列说法正确的是（）A红灯看起来较浅，因为红光折射率较大B.绿灯看起来较浅，因为绿光折射率较小C绿灯看起来较深，因为绿光折射率较大D.红灯看起来较深，因为红光折射率较小解析红绿两种色光中，折射率n红n绿，设灯的实际深度为H，贝尼们在水中视深h=H，红光看起来较深，则正确答案为D.答案D6. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行.正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图4所示.玻璃的折射率计算式为门=（用图4中的01、（2表示）；如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量.解析

5、对于玻璃砖的测定要明确原理，明确图中哪个角是入射角，哪个角是折射角，因此n=COS0；厚度不同的玻璃砖在入射角相同的情况下，厚度大COS0的玻璃砖侧移量大，出射光线越容易找准，误差小.答案COS0COS07. 一束光波以45°的入射角，从AB面射入如图5所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n=.2.试求光进入AB面的折射角，并在图上画出该光束在棱镜中的光路.解析sinisinr=nr=30°由sinC斗孑，得C=45；光在AC面发生全反射，并垂直BC面射出.答案r=30°光路图如下8. 如图6所示，一透明球体置于空气中，球半径R=10cm,折射率n=.2.MN是一条通过

6、球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5.2cm，CD为出射光线.(1)补全光路并求出光从B点传到C点的时间；求CD与MN所成的角a(需写出求解过程)解析连接BC，如图所示，在B点光线的入射角、折射角分别标为i、r45osini=在B点有：sini1,0n=sinr得：sinr?,故r30又有BC=2RcosrBCnBC2nRcosrt=vcc得：tX10-9s.(2)由几何关系可知/COP15°又/ECP=i45°由几何知识得a=30°答案(1)x10-9s(2)30°9. 如图7所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为n

7、=2,下表面镶有银反射面，一束单色光与界面的夹角9=45°射到玻璃表面上，结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h=2.0cm的光点A和B(图中未画出A、B).图7(1) 请在图中画出光路示意图.(2) 求玻璃砖的厚度d.解析(1)光路图如图所示.(2)设第一次折射时折射角为r.则有:sin90°0sinr解得：r=30°设第二次折射时折射角为a则有:sinr1sinan解得：a=45°由几何关系得：h=2dtanr,h2厂d=2tanr二2tan30°3cm.答案见解析3cm10. 一玻璃立方体中心有一点状光源今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体，已知该玻璃的折射率为.2,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值.解析如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射根据折射定律有A；a20八丄nsin0=sino式中，n是玻璃的折射率，入射角等于0,a是折射角.现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点由题意，在A点刚好发生全反射，故noa=2设线段OA在立方体上表面的投影长为Ra,由几何关系有a式中a为