教科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第4章 光及其应用 分层作业24 光的折射和全反射的综合应用.ppt

123456789101112答案(1)4m(2)2.2m解析(1)根据题意,设光线恰好被障碍物底部挡住看不到A点时,入射角、折射角分别为α、β,画出光路图,如图所示1234567891011121234567891011128.公园的湖面上有一伸向水面的混凝土观景平台,其竖直截面图如图所示,观景平台下表面恰好与水面相平,P点为观景平台右侧面在湖底的投影,湖底水平,水深H=4m,在距观景平台右侧面d=4m处有垂直湖面足够大的幕布,幕布下边缘刚好和水面接触。在P点左侧l=3m处的Q点装有一单色点光源,该光源发出的光最高能照射到幕布上距水面h=3m处。(1)求水对该单色光的折射率n;(2)若将该光源从Q点沿湖底向左移动,则移动多大距离时刚好没有光照到幕布上?123456789101112解析(1)点光源Q在距水面4m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到幕布上,照射到幕布的光最高,如图甲所示,甲123456789101112(2)刚好没有光照到幕布上时,光照射到水面时刚好发生全反射,如图乙所示1234567891011129.发光二极管(LED)可高效地将电能转化为光能,在照明、平板显示、医疗器件等领域具有广泛的用途。有一种发光二极管,它由透明柱体和发光管芯组成,透明柱体的纵截面如图所示,柱体上半部分是球心为O、半径为R的半球体,M是球体的顶点,柱体下半部分是高度为R的圆柱体,其下表面的圆心为D、半径为R,管芯发光区域是半径为r且紧贴柱体下表面的圆面(PQ是直径,圆心也在D点)。(1)若透明体的折射率n0=,真空中光速为c,求光从P点沿直线传播到M点的时间t;(2)为使管芯发出的光到达球面时都不发生全反射,透明体的折射率n应满足什么条件?123456789101112123456789101112(2)如图所示,从P或Q点射到N或N点的光在球面处的入射角最大(设为i),12345678910111210.如图所示,平静湖面岸边的垂钓者的眼睛恰好位于岸边P点正上方h1=1.8m的高度处,浮标Q离P点的距离s1=2.4m,鱼饵灯M在浮标正前方s2=3.6m处的水下h2=4.8m深度处,垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住。(1)求水的折射率;(2)若鱼饵灯缓慢竖直上浮,当它离水面多深时,鱼饵灯发出的光恰好无法从水面PQ间射出?(结果可以用根号表示)123456789101112解析(1)鱼饵灯发出的光在Q处发生折射,入射角为i,折射角为r,则由几何关系可得12345678910111212345678910111211.某均匀透明球形液滴的截面如图所示,圆心O在球心上,球半径为R。一束光从空气中(看作真空)平行直径AB射到圆上的C点,入射角i=60°,该光射入球内经过一次反射后从D点再次平行AB折射向空气中,光在真空中的传播速度为c,求:(1)液滴对该光的折射率n;(2)该光在液滴内传播的时间t。123456789101112解析(1)根据对称及光路可逆性,作出光路如图所示i=60°r=r=θ=30°12345678910111212345678910111212.(2023山东菏泽高二期末)一个由长度L=m的圆柱体和半球体构成的工件用同种透明材料制成,圆柱体的底面半径和半球体的半径均为R=0.5m,该工件的截面如图所示,图中OO为该工件的主光轴。在截面所在平面内,用一束与AD边夹角为θ=37°的单色光从AD边上的O点入射,入射光在AB边发生全反射,最后沿着OP(P点图中未画出)从半球上射出。已知OP与OB间的夹角为α=53°,sin53°=0.8,cos53°=0.6,光在真空中的传播速度为c=3.0×108m/s,求:(1)该工件的折射率;(2)光在该工件中的传播时间(可用分数表示)。123456789101112解析(1)设工件对该单色光的折射率为n,光在工件内的光路图如图所示由图中几何关系可知,光线在O的入射角为i=90°-θ=53°折射角为β=90°-α=37°123456789101112123456789101112A级