全反射應(yīng)用與棱鏡 [例14] 如圖所示.AB為一塊透明的光學(xué)材料左側(cè)的端面.建立直角坐標(biāo)系如圖.設(shè)該光學(xué)材料的折射率沿y軸正方向均勻減小.現(xiàn)有一束單色光a從原點(diǎn)O以某一入射角θ由空氣 射入該材料內(nèi)部.則該光線在該材料內(nèi)部可能的光路是下圖中的哪一個(gè) A. B. C. D. 解:如圖所示.由于該材料折射率由下向上均勻減小.可以設(shè)想將它分割成折射率不同的薄層.光線射到相鄰兩層的界面時(shí).如果入射角小于臨界角.則射入上一層后折射角大于入射角.光線偏離法線.到達(dá)更上層的界面時(shí)入射角逐漸增大.當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時(shí)發(fā)生全反射.光線開(kāi)始向下射去直到從該材料中射出. [例15]如圖所示是三種不同煤質(zhì)疊放在一起.且界面互相平行．媒質(zhì)l的折射率n1＝l.媒質(zhì)2的折射率n2=1．5.媒質(zhì)3的折射率n3=1．3.現(xiàn)有一束單色光射到界面I上.則下列判斷正確的是 A．該光束可能在界面I上發(fā)生全反射 B．該光束可能在界面Ⅱ上發(fā)生全反射 C．該光束可能在界面Ⅲ上發(fā)生全反射 D．該光束在三個(gè)界面上均不能發(fā)生全反射 解析:光束是由媒質(zhì)I而進(jìn)入其它媒質(zhì)的.由題意可知媒質(zhì)I的折射率最小.入射角θ1＜90．三個(gè)界面互相平行.那么在同一煤質(zhì)中的折射角一定等于入射角．由折射的知識(shí)可得:n1sinθ1= n2sinθ2= n3sinθ3.而n2＞n3＞n1.所以.θ2＜θ3＜θ1＜900.也就是說(shuō)在三個(gè)界面上均不會(huì)發(fā)生全反射． [例17] 如圖所示.一束平行單色光a垂直射向橫截面為等邊三角形的棱鏡的左側(cè)面.棱鏡材料的折射率是.試畫(huà)出該入射光射向棱鏡后所有可能的射出光線. 解:由折射率為得全反射臨界角是45°.光線從左側(cè)面射入后方向不發(fā)生改變.射到右側(cè)面和底面的光線的入射角都是60°.大于臨界角.因此發(fā)生全反射.反射光線分別垂直射向底面和右側(cè)面.在底面和右側(cè)面同時(shí)還有反射光線.由光路可逆知.它們最終又從左側(cè)面射出.所有可能射出的光線如圖所示. [例18]平行光束垂直射在等腰玻璃棱鏡的底面上.如圖所示．如果在離棱鏡距離L＝100cm處放一個(gè)屏M.在屏幕中央形成寬為2 d=1cm的暗斑．求棱鏡的折射角α.玻璃的拆射率n=1．57.底面大小為2a＝5 cm. 解析:作出這束平行光經(jīng)過(guò)玻璃棱鏡后的光路圖如圖所示．從圖中的光路圖可知.棱鏡的上半部的折射光線與入射光線的夾角為θ.入射角為α.折射角為β.由于α很小.由折射定律可得m=sinβ/sinα＝β／α. θ-β＝／L=3×10-2 θ=3×10-2rad α＝θ／(n-l)＝3×10-2／rad＝5．26×10-2rad=30 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

本題包括A、B、C三小題，請(qǐng)選定其中兩題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，若三題都做，則按A、B兩題評(píng)分．
B．（選修模塊3-4 ）
（1）下列說(shuō)法中正確的是
BD
BD

A．牛頓環(huán)是薄膜干涉的結(jié)果，當(dāng)用頻率更低的單色光照射時(shí)，牛頓環(huán)變密
B．電子表的液晶顯示應(yīng)用了光的偏振原理
C．雷達(dá)利用超聲波來(lái)測(cè)定物體的距離和方位
D．狹義相對(duì)性原理認(rèn)為：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的
（2）如圖甲所示，A、B、C為等腰棱鏡，D為AB的中點(diǎn)．a(chǎn)、b兩束不同頻率的單色光垂直AB邊射入棱鏡，兩束光在AB面上的入射點(diǎn)到D的距離相等，兩束光通過(guò)棱鏡折射后相交于圖中的P點(diǎn)．則a光通過(guò)棱鏡的時(shí)間
大于
大于
b光通過(guò)棱鏡的時(shí)間（選填“大于”、“等于”或“小于”）．a(chǎn)、b兩束光從同一介質(zhì)射入真空過(guò)程中，a光發(fā)生全反射臨界角
小于
小于
b光發(fā)生全反射臨界角（選填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖乙所示，經(jīng)0.3s質(zhì)點(diǎn)a第一次達(dá)到波峰位置，則質(zhì)點(diǎn)b的起振方向?yàn)?!--BA-->
+y軸方向
+y軸方向
，質(zhì)點(diǎn)b的位移第一次為-5
2
cm的時(shí)刻為
0.65
0.65
s．

C．（選修模塊3-5）
（1）（4分）下列說(shuō)法正確的是
AD
AD

A．黑體輻射時(shí)電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)
B．比結(jié)合能越小，表示原子核中核子結(jié)合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定
C．宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常小，極易觀察到它的波動(dòng)性
D．用質(zhì)子流工作的顯微鏡比用相同速度的電子流工作的顯微鏡分辨率高
（2）如圖丙所示為氫原子的能級(jí)圖．讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)（量子數(shù)n=1）的氫原子上，被激發(fā)的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的色光，則照射氫原子的單色光的光子能量為
12.09
12.09
eV．用這種光照射逸出功為4.54eV的金屬表面時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能是
7.55
7.55
eV．
（3）靜止的
 
6
3
Li核俘獲一個(gè)速度v1=7.7×104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成兩個(gè)新核．其中
 
4
2
He的速度大小為v2=2.0×104m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同．
①寫(xiě)出上述核反應(yīng)方程
 
6
3
Li+
 
1
0
n→
 
4
2
He+
 
3
1
H
 
6
3
Li+
 
1
0
n→
 
4
2
He+
 
3
1
H
；
②求另-新核的速度大小和方向．

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本題包括A、B、C三小題，請(qǐng)選定其中兩題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，若三題都做，則按A、B兩題評(píng)分．
B．（選修模塊3-4 ）
（1）下列說(shuō)法中正確的是______
A．牛頓環(huán)是薄膜干涉的結(jié)果，當(dāng)用頻率更低的單色光照射時(shí)，牛頓環(huán)變密
B．電子表的液晶顯示應(yīng)用了光的偏振原理
C．雷達(dá)利用超聲波來(lái)測(cè)定物體的距離和方位
D．狹義相對(duì)性原理認(rèn)為：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的
（2）如圖甲所示，A、B、C為等腰棱鏡，D為AB的中點(diǎn)．a(chǎn)、b兩束不同頻率的單色光垂直AB邊射入棱鏡，兩束光在AB面上的入射點(diǎn)到D的距離相等，兩束光通過(guò)棱鏡折射后相交于圖中的P點(diǎn)．則a光通過(guò)棱鏡的時(shí)間______b光通過(guò)棱鏡的時(shí)間（選填“大于”、“等于”或“小于”）．a(chǎn)、b兩束光從同一介質(zhì)射入真空過(guò)程中，a光發(fā)生全反射臨界角______b光發(fā)生全反射臨界角（選填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖乙所示，經(jīng)0.3s質(zhì)點(diǎn)a第一次達(dá)到波峰位置，則質(zhì)點(diǎn)b的起振方向?yàn)開(kāi)_____，質(zhì)點(diǎn)b的位移第一次為-cm的時(shí)刻為_(kāi)_____s．

C．（選修模塊3-5）
（1）（4分）下列說(shuō)法正確的是______
A．黑體輻射時(shí)電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)
B．比結(jié)合能越小，表示原子核中核子結(jié)合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定
C．宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常小，極易觀察到它的波動(dòng)性
D．用質(zhì)子流工作的顯微鏡比用相同速度的電子流工作的顯微鏡分辨率高
（2）如圖丙所示為氫原子的能級(jí)圖．讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)（量子數(shù)n=1）的氫原子上，被激發(fā)的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的色光，則照射氫原子的單色光的光子能量為_(kāi)_____eV．用這種光照射逸出功為4.54eV的金屬表面時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能是______eV．
（3）靜止的核俘獲一個(gè)速度v1=7.7×104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成兩個(gè)新核．其中的速度大小為v2=2.0×104m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同．
①寫(xiě)出上述核反應(yīng)方程______3Li+
 1
n→
 42
He+
 31
H

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