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.下列关于光导纤维的说法中正确的是（） A .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 C.波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大 A对、 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, 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

2、 A 2. 有一块玻璃砖，上、下两面光滑且平行，有一束光线从空气射入玻璃砖，下 h 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D 3. 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 )- A .仍从Q点射出，出射光线平行于 AB B.仍从Q点射出，出射光线不平行于 AB C. 可能从Q点射出，出射光线平行于 A

3、B D. 可能从Q点射出，出射光线平行于 AB 解析 所示, 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 可能从Q点射出且平行于AB，故D正确. C A 答案 4. 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 B C 经验公式：n = A+-+,，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（ A .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 D 5. 安庆市市民广场灯

4、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, C. 绿灯看起来较深, 因为绿光折射率较小 因为绿光折射率较大 因为红光折射率较小 D. 红灯看起来较深， 解析 红绿两种色光中，折射率n红vn绿，设灯的实际深度为H，贝尼们在水 中视深h=HH，红光看起来较深，则正确答案为D. 答案D 6.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

5、璃的折射率计算式 （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. 图4 解析 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 = COS（；厚度不同的玻璃砖在入射角相同的情况下，厚度大 的玻璃砖侧移量大，出射光线越容易找准，误差小. 7. 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 镜折射率门=迄.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. 如 L. sin i y/2 解析sin r二二衆-2, r = 30, 由 sin，得

6、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 10 cm，折射率n羽.MN 是一条通过球心的直线，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5j2 cm, 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(1)连接BC,如图所示，在B点光线的入射角、折射角分别标为i、r sin i =贈二乎，得 i = 45 在 B 点有：n=Sinr得：sin r = 2，故 r = 30 又有 BC = 2Rcos r BC nBC

7、2nRcos r t v cc 得：10-9 s. (2)由几何关系可知/ COP= 15又/ ECP= i = 45由几何知识得 a 30 答案乎x 10- 9 s30 9. 如图7所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为 n下表面镶有银反射 面，一束单色光与界面的夹角 A 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 = 2.0 cm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. sin 90 e g sin r 解得：r = 30 设第二次折射时折射角为 a则有: sin r 1 sin a n，

8、 解得：a= 45 由几何关系得：h = 2dtan r, 1 h2 k d = 2tan7 = 2tan 30 7 cm. 答案见解析a/3 cm 10. 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 率为述，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 0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 nsin 6= sin oCD 式中，n是玻璃的折射率，入射角等于 6 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 aA= 2 设线段0A在