第12章 试题解析57.docVIP

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学案57光的折射与全反射

一、概念规律题组

1．关于全反射，下列说法中正确的是()

A．光从光密介质射向光疏介质时可能产生全反射

B．光从光疏介质射向光密介质时可能产生全反射

C．光从折射率大的介质射向折射率小的介质时可能产生全反射

D．光从传播速度小的介质射向传播速度大的介质时可能产生全反射

2．一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1＝30°，折射角θ2＝60°，折射光路如图1所示，则下列说法正确的是()

图1

A．此介质折射率为eq\f(\r(3),3)

B．此介质折射率为eq\r(3)

C．相对于空气此介质是光密介质

D．光在介质中速度比在空气中大

3．单色光在真空中的传播速度为c，波长为λ0，在水中的传播速度是v，波长为λ，水对这种单色光的折射率为n.当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为θ1，折射角为θ2，下列说法中正确的是()

A．v＝eq\f(c,n)，λ＝λ0eq\f(c,v) B．λ0＝λn，v＝ceq\f(sinθ2,sinθ1)

C．v＝cn，λ＝λ0eq\f(v,c) D．λ0＝eq\f(λ,n)，v＝ceq\f(sinθ1,sinθ2)

图2

4．如图2所示，两束不同的单色光P和Q，以适当的角度射向半圆形玻璃砖，其射出光线都是从圆心O点沿OF方向射出，则下面说法正确的是()

A．P光束在玻璃中折射率大

B．Q光束的频率比P光束的频率大

C．P光束穿出玻璃砖后频率变大

D．Q光束穿过玻璃砖所需时间长

二、思想方法题组

5．如图3所示，光线由空气射入半圆形玻璃砖，或由玻璃砖射入空气的光路图中，正确的是(玻璃的折射率为1.5)()

图3

A．图乙、丁 B．图甲、丁

C．图乙、丙 D．图甲、丙

图4

6．如图4所示，一束白光从顶角为θ的棱镜的一个侧面AB以较大的入射角i入射，经过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则()

A．红光最先消失，紫光最后消失

B．紫光最先消失，红光最后消失

C．紫光最先消失，黄光最后消失

D．红光最先消失，黄光最后消失

一、折射定律的理解和应用

1．折射现象中的光线偏折

(1)光线从折射率小的介质射向折射率大的介质．折射光线向法线偏折，入射角大于折射角．反之亦然．

(2)入射角θ1越大，折射角θ2越大，偏折越明显；θ1越小，θ2越小，偏折越轻，θ1＝0时，θ2＝0不偏折．

2．光具对光线的控制作用

(1)不同光具对光线的控制作用不同，但本质上是光的折射、反射规律的体现，不可盲记．要具体问题具体分析．

(2)对不同光具的作用要分析透彻，灵活运用．

①平行玻璃砖：出射光与入射光总平行，但有侧移．

②三棱镜：使光线向底边偏折．

③圆(球)形玻璃：法线总过圆(球)心．

【例1】一半径为R的1/4球体放置在水平桌面上，

图5

球体由折射率为eq\r(3)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5所示．已知入射光线与桌面的距离为eq\r(3)R/2.求出射角θ.

[规范思维]

[针对训练1]在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大．关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：

①c光的频率最大②a光的传播速度最小③b光的折射率最大④a光的波长比b光的短

根据老师的假定，以上回答正确的是()

A．①② B．①③

C．②④ D．③④

二、全反射的理解和应用

1．光疏介质与光密介质

光疏介质与光密介质是相对而言的，并没有绝对的意义．例如，有机玻璃(n＝1.50)对水(n＝1.33)是光密介质，而对金刚石(n＝2.42)是光疏介质．对于某一种介质，不能说它是光疏介质还是光密介质，要看它与什么介质相比较．

2．全反射现象的理解

(1)全反射现象是光的折射的特殊现象．发生全反射的条件：①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角．

(2)全反射现象符合反射定律，光路可逆．

(3)全反射发生之前，随着入射角的增大，折射角和反射角都增大，但折射角增大得快；在入射光强度一定的情况下，折射光越来越弱，反射光越来越强．发生全反射时，折射光消失，反射光的强度等于入射光的强度．

【例2】

图6

如图6所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R＝eq\r(2)r.现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出．