半徑為R的半圓柱形玻璃,橫截面如圖14-2-14所示,O為圓心,已知玻璃的折射率為,當(dāng)光由玻璃射向空氣時,發(fā)生全反射的臨界角為45°.一束與MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圓柱面上,經(jīng)玻璃折射后,有部分光能從MN平面上射出.求能從MN射出的光束的寬度為多少?

圖14-2-14

R


解析:

如圖所示,進(jìn)入玻璃中的光線①垂直半球面,沿半徑方向直達(dá)球心位置O,且入射角等于臨界角,恰好在O點(diǎn)發(fā)生全反射.光線①左側(cè)的光線(如：光線②)經(jīng)球面折射后,射在MN上的入射角一定大于臨界角,在MN上發(fā)生全反射,不能射出.

光線①右側(cè)的光線經(jīng)半球面折射后,射到MN面上的入射角均小于臨界角,能從MN面上射出.

最右邊射向半球的光線③與球面相切,入射角i=90°.

由折射定律知：sinr==，則r=45°

故光線③將垂直MN射出

所以在MN面上射出的光束寬度應(yīng)是OE=Rsinr=R.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

[物理--選修3-5]
（1）以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是
 
：
A．紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大
B．比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定
C．半衰期不但由放射性元素的原子核內(nèi)部本身的因素決定，還受壓強(qiáng)、溫度等外界因素的影響
D．根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小
（2）如圖所示是固定在水平地面上的截面為“精英家教網(wǎng)”形的光滑長直導(dǎo)軌槽，槽口向上（圖為俯視圖）．槽內(nèi)放置一個木質(zhì)滑塊，滑塊的左半部是半徑為R的半圓柱形光滑凹槽，木質(zhì)滑塊的寬度為2R，比“精英家教網(wǎng)”形槽的內(nèi)側(cè)寬度略�。F(xiàn)有一半徑為r（r＜＜R）的金屬小球以水平初速度v0沖向滑塊，從滑塊的一側(cè)半圓形槽口邊緣進(jìn)入．已知金屬小球的質(zhì)量為m，木質(zhì)滑塊的質(zhì)量為5m，整個運(yùn)動過程中無機(jī)械能損失．求：
①當(dāng)金屬小球滑離木質(zhì)滑塊時，金屬小球和木質(zhì)滑塊的速度各是多大；
②當(dāng)金屬小球木質(zhì)滑塊上的半圓柱形槽的最右端A點(diǎn)時，金屬小球的速度大小．
精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來源：2012年湖南省高考物理模擬試卷（解析版） 題型：解答題

[物理--選修3-5]
（1）以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是______：
A．紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大
B．比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定
C．半衰期不但由放射性元素的原子核內(nèi)部本身的因素決定，還受壓強(qiáng)、溫度等外界因素的影響
D．根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小
（2）如圖所示是固定在水平地面上的截面為“”形的光滑長直導(dǎo)軌槽，槽口向上（圖為俯視圖）．槽內(nèi)放置一個木質(zhì)滑塊，滑塊的左半部是半徑為R的半圓柱形光滑凹槽，木質(zhì)滑塊的寬度為2R，比“”形槽的內(nèi)側(cè)寬度略小．現(xiàn)有一半徑為r（r＜＜R）的金屬小球以水平初速度v0沖向滑塊，從滑塊的一側(cè)半圓形槽口邊緣進(jìn)入．已知金屬小球的質(zhì)量為m，木質(zhì)滑塊的質(zhì)量為5m，整個運(yùn)動過程中無機(jī)械能損失．求：
①當(dāng)金屬小球滑離木質(zhì)滑塊時，金屬小球和木質(zhì)滑塊的速度各是多大；
②當(dāng)金屬小球木質(zhì)滑塊上的半圓柱形槽的最右端A點(diǎn)時，金屬小球的速度大小．

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