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高三第二轮复习专题复习POWERPOINT课件12光学综合题(可直接用于上课)


光学综合题

03年上海高考8 03年上海高考8 年上海高考 劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图1所示 所示。 劈尖干涉是一种薄膜干涉 , 其装置如图 所示 。 将 一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上, 一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入 两张纸片, 两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气 薄膜。当光垂直入射后, 薄膜。当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如 所示。 图 2所示 。 干涉条纹有如下特点 : ⑴ 任意一条明条纹 所示 干涉条纹有如下特点: 或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等; 或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;⑵任意相邻 明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。 明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图 1装置 一张纸片, 装置 一张纸片 , 当光垂直入射到 的劈形 空气薄膜后, 空气薄膜后,从上往下 到的干涉条纹 ( A ) A.变疏 变疏 C.不变 不变 B.变密 变密 D.消失 消失
两 张 纸 片 图1 图

图2

金陵中学04年模考 金陵中学 年模考4 年模考

一束复色光射到平行玻璃 砖的上表面,经过玻璃砖下表面射出, 砖的上表面,经过玻璃砖下表面射出,如图示 ,其中有三种色光刚好照射到三块相同的金属 板A、B、C上,发现金属板 上有光电子飞出 、 、 上 发现金属板B上有光电子飞出 ( A B ) ,则可知 A.出射的三种色光 、b、c一定互相平行 .出射的三种色光a、 、 一定互相平行 B. A板 一定有光电子飞出 . 板 C. C板一定有光电子飞出 . 板一定有光电子飞出 D.传播过程中,a光比 、 光比b、 .传播过程中, 光比 c两种光更容易发生衍射。 两种光更容易发生衍射。 两种光更容易发生衍射 ab c
提示: 光的偏折最大 折射率最大, 光的偏折最大, 提示:a光的偏折最大,折射率最大, 频率最高,波长最小。 频率最高,波长最小。 A B C

例3、求证平行于全反射棱镜斜边的入射光线,通 、求证平行于全反射棱镜斜边的入射光线, 过棱镜后的出射光线一定跟入射光线平行。 过棱镜后的出射光线一定跟入射光线平行。 证明:画出光路图如图示, 证明:画出光路图如图示, ∠1 = α = 45°, ° ∠2+∠3=α ∠ 3= ∠ 4 n=sin ∠ 1/sin ∠ 2 / n=sin ∠ 6/sin ∠ 5 / ∠6= ∠1= α = 45° °
1 α 2 α 6 3 45 α

∠4+∠5=α ∠ 2= ∠ 5

如图示,有一玻璃直角三棱镜ABC,其 例4、 、 如图示,有一玻璃直角三棱镜 , 临界角小于45° 一束平行于BC边的白光射到 边的白光射到AB 临界角小于 °,一束平行于 边的白光射到 在光束射在三棱镜是,( ,(设光线在三棱镜内射 面,在光束射在三棱镜是,(设光线在三棱镜内射 边上) 到BC边上) D ( 边上 ) A.从玻璃直角三棱镜 面,射出的是白色光束 从玻璃直角三棱镜BC面 从玻璃直角三棱镜 B.从玻璃直角三棱镜 面,射出的是白色光束 从玻璃直角三棱镜AC面 从玻璃直角三棱镜 C.从玻璃直角三棱镜 面,射出的是彩色的不平 从玻璃直角三棱镜AC面 从玻璃直角三棱镜 行光束 D.从玻璃直角三棱镜 面,射出的是平行于入射 从玻璃直角三棱镜AC面 从玻璃直角三棱镜 A 线的彩色光束
白光

B

C

如图示,用某种透光物质制成的三棱镜 如图示,用某种透光物质制成的三棱镜ABC 的直线MN上插两枚大头针 1 、 上插两枚大头针P ,∠B= ∠C =30°,在平行于 的直线 ° 在平行于BC的直线 上插两枚大头针 P2,在AC边的右侧透过棱镜观察大头针 1 、P2像,调整视线方 边的右侧透过棱镜观察大头针P 边的右侧透过棱镜观察大头针 向,直到P1的像被P2的像挡住,再在AC边的右侧先后插上两枚 直到 的像被 的像挡住,再在 边的右侧先后插上两枚 大头针P 挡住P 的像, 挡住P 的像和P 大头针 3 、P4,使P3 挡住 1 、P2的像,P4 挡住 1 、P2的像和 3 记下P 的位置,移去大头针和三棱镜,发现4枚大头针的 ,记下 3 、P4的位置,移去大头针和三棱镜,发现 枚大头针的 位置正好在一条直线上,该直线过AB和 边的中点 边的中点。 位置正好在一条直线上,该直线过 和AC边的中点。 (1)在图中画出完整的光路图。 )在图中画出完整的光路图。 为多少? (2)该透光物质的折射率 为多少? )该透光物质的折射率n为多少 解: (1)光路图如图示 )光路图如图示. A 的斜边上的中线, (2) ND为?ABD的斜边上的中线, ) 为 的斜边上的中线 P3 P4 容易得到 i = 60 ° M P1 P2 i N
盐城04年调研四 盐城 年调研四12 年调研四

∠1 = ∠2 = 30 °

n=sini /sin ∠1 =1.732

B

30° °

1

2

34 D

30° °

C

例5、如图示为一块透明的光学材料的剖面图 、 在其上建立直角坐标系xOy,设该光学材料的折 ,在其上建立直角坐标系 , 射率沿y轴方向均匀减小 现有一束单色光a 轴方向均匀减小, 射率沿 轴方向均匀减小,现有一束单色光 从原 以某一入射角θ由空气射入该材料内部 点O以某一入射角 由空气射入该材料内部,则单 以某一入射角 由空气射入该材料内部, 色光a 在该材料内部可能的传播途径是下图中的: 色光 在该材料内部可能的传播途径是下图中的: ( D )
y y O A x O y O y O y O x

θ a

B

x

C

x

D

x

分析:将光学材料沿 轴方向分成很多薄层 分析:将光学材料沿y轴方向分成很多薄层 由空气刚进入材料时,折射角减小,然后, ,由空气刚进入材料时,折射角减小,然后,折 射角逐渐增大,直到发生全反射, 射角逐渐增大,直到发生全反射,再以相反的过 程返回,因此D图正确 图正确, 程返回,因此 图正确,

苏州04年调研 苏州 年调研4 年调研 微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型炊 具,微波的电磁作用使食物内的分子高频率地运动而 产生热,并能最大限度地保存食物内的维生素。 产生热,并能最大限度地保存食物内的维生素。关于 微波,下列说法中正确的是: 微波,下列说法中正确的是: ( B D ) A. 微波产生的微观机理是原子外层的电子受到激发 B. 微波的频率小于红外线的频率 C. 对于相同功率的微波和光波来说,微波每秒发出的 对于相同功率的微波和光波来说, “光子”数较少 光子” D. 实验中,微波比光波更容易产生明显的衍射现象 实验中,

03年江苏高考 年江苏高考10 如图,a和b 都是厚度均匀的平玻 年江苏高考 如图, 和 璃板,它们之间的夹角为φ 一细光束以入射角θ从 璃板,它们之间的夹角为 ,一细光束以入射角 从P 已知此光束由红光和蓝光组成, 点射入, 点射入,θ > φ,已知此光束由红光和蓝光组成,则 当光束透过b板后 板后, 当光束透过 板后, ( ) A.传播方向相对于入射光方向向左偏转φ角 .传播方向相对于入射光方向向左偏转 角 B.传播方向相对于入射光方向向右偏转φ角 B.传播方向相对于入射光方向向右偏转φ角 C.红光在蓝光的左边 . D.红光在蓝光的右边 .


b
φ φ



分析见下页

a θ P

解析: 光线通过平行玻璃砖 平行玻璃砖后的出射光线和入射光 解析: 光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光 线平行且有侧向位移,所以从a板射出的光线 板射出的光线, 线平行且有侧向位移,所以从 板射出的光线,传播 方向与a板入射的光线平行 板入射的光线平行, 方向与 板入射的光线平行, 通过b板射出的光线与 板入射的光线平行, 板射出的光线与b板入射的光线平行 通过 板射出的光线与 板入射的光线平行,所 以答案A、 都错 都错。 以答案 、B都错。 同时, 同时,由于玻璃对红光的折射率小于蓝光的折射 所以,通过a板后 红光的折射角大, 板后, 率,所以,通过 板后,红光的折射角大,红光的侧 向位移大,应选D答案 答案。 向位移大,应选 答案。 b

a

顶角α 例6、 如图示是两个同种玻璃制成的棱镜 顶角 1略大 、 如图示是两个同种玻璃制成的棱镜,顶角 两束单色光A和 分别垂直射于三棱镜后 分别垂直射于三棱镜后,出射 于α2 ,两束单色光 和B分别垂直射于三棱镜后 出射 两束单色光 ) 光线与第二界面的夹角 β1= β2 , 则 ( A D A. A光束的频率比 光束的小 光束的频率比B光束的小 光束的频率比 B. 在棱镜中 光束的波长比 光束的短 在棱镜中A 光束的波长比B C. 在棱镜中 光束的传播速度比 光束的大 在棱镜中B 光束的传播速度比A D. 把两束光由水中射向空气 产生全反射 把两束光由水中射向空气, 产生全反射, A 光的临界角比 的临界角大 光的临界角比B 解: n = cos β /sin α A ∵α1 > α2 ∴ n1 < n2 ∴频率ν1 < ν2 频率 sinC=1/n ∴ C 1>C2
β1 β2

B
α1 α2

如图示,某三棱镜的横截面积为直角三角形 某三棱镜的横截面积为直角三角形,且 例7. 如图示 某三棱镜的横截面积为直角三角形 且 ∠A=30°,棱镜材料的折射率为 2 ,棱镜置于真空 ° 棱镜材料的折射率为 棱镜置于真空 有单色平行光射向整个AB面 其中一部分光经过 中,有单色平行光射向整个 面,其中一部分光经过 有单色平行光射向整个 棱镜后垂直于BC面射出 面射出. 棱镜后垂直于 面射出 (1)在图中画出一条这样的光路图 并求出此光线在 在图中画出一条这样的光路图,并求出此光线在 在图中画出一条这样的光路图 AB面上的入射角 面上的入射角 (2)求从 面上垂直射出的光在 面上对应的入射 求从BC面上垂直射出的光在 求从 面上垂直射出的光在AB面上对应的入射 光的范围(用长度 表示) 用长度AB表示 光的范围 用长度 表示 解: (1) 光路图如图示 (2) 作CD∥EF 交AB于D点 ∥ 于 点 不难看出∠ 不难看出∠CDB=60° ° ∴BD=CD/2=AD/2 ∴AD=2AB/3 B D E
30° °

C F

A

是薄壁中空的三棱镜, 例8、 如图示,ABC是薄壁中空的三棱镜,现置于水 、 如图示, 是薄壁中空的三棱镜 一束白光射到AB面上 面上, 中,一束白光射到 面上,则 ( A ) A. 光束向上偏折,紫光在光谱的上方 光束向上偏折, B.光束向上偏折,紫光在光谱的下方 光束向上偏折, 光束向上偏折 C.光束向下偏折,紫光在光谱的上方 光束向下偏折, 光束向下偏折 D.光束向下偏折,紫光在光谱的下方 光束向下偏折, 光束向下偏折 面发生折射, 解:光束在AB面发生折射,由n= sin r / sin i , 中空的棱 光束在AB面发生折射 镜中的空气折射率小于水, 光束向上偏折. 镜中的空气折射率小于水,∴ i <r ,光束向上偏折 光束向上偏折 水对紫光的折射率大于红光的折 A 射率, 相同, 射率, i 相同, r紫 > r红 紫光在光谱的上方。 ∴紫光在光谱的上方。 i r 射到AC面的光束可以取特殊值, 面的光束可以取特殊值 射到 面的光束可以取特殊值, C B 恰好垂直于AC面 恰好垂直于 面,则不再折射

苏州04年调研 苏州 年调研2 年调研 如图示,半圆形玻璃砖 为圆心,c为圆弧顶点 如图示 半圆形玻璃砖abc,O为圆心 为圆弧顶点 半圆形玻璃砖 为圆心 为圆弧顶点, 一束很细的白光沿cO方向射入玻璃砖 方向射入玻璃砖,现保持光的方 一束很细的白光沿 方向射入玻璃砖 现保持光的方 向不变,使玻璃砖绕 点沿顺时针方向转动,则首先在界 使玻璃砖绕O点沿顺时针方向转动 向不变 使玻璃砖绕 点沿顺时针方向转动 则首先在界 面ab上发生全反射的应是白光中的 ( 上发生全反射的应是白光中的 C ) A. 红光部分 因为玻璃对红光的折射率大 红光部分,因为玻璃对红光的折射率大 B.红光部分 因为玻璃对红光的折射率小 红光部分,因为玻璃对红光的折射率小 红光部分 C.紫光部分 因为玻璃对紫光的折射率大 紫光部分,因为玻璃对紫光的折射率大 紫光部分 D.紫光部分 因为玻璃对紫光的折射率小 紫光部分,因为玻璃对紫光的折射率小 紫光部分 a a 解: sinC=1/n n紫> n红 c C紫<C红 O O C ∴ 紫光部分首先在界 c 面ab上发生全反射 上发生全反射 b b

2004年江苏高考 、 年江苏高考9、 年江苏高考 如图所示,只含黄光和紫光的复色光PO, 如图所示,只含黄光和紫光的复色光 ,沿 半径方向射入玻璃半圆柱后,被分成两光束OA和 半径方向射入玻璃半圆柱后,被分成两光束 和 OB沿图示方向射出。则 ( C ) 沿图示方向射出。 沿图示方向射出 A. OA为黄光,OB为紫光 为黄光, 为紫光 为黄光 P B B. OA为紫光,OB为黄光 为紫光, 为黄光 为紫光 C. OA为黄光,OB为复色光 为黄光, 为复色光 为黄光 A O D. OA为紫光, OB为复色光 为紫光, 为紫光 为复色光 的折射角略小于90° 解:射出的光线OA的折射角略小于 °,则入射角略 射出的光线 的折射角略小于 小于它的临界角, 紫光的折射率比黄光大, 小于它的临界角,由sinC=1/n ,紫光的折射率比黄光大, 紫光的折射率比黄光大 黄光的临界角比紫光大,说明紫光先全反射, 黄光的临界角比紫光大,说明紫光先全反射, OB中有 中有 紫光。没有全反射而射出的OA光线为黄光,同时黄光 紫光。没有全反射而射出的 光线为黄光, 光线为黄光 有反射光,所以OB为复色光 为复色光。 有反射光,所以 为复色光。

2002年高考 年高考19. 为了观察门外情况 有人在门上开一小圆 年高考 为了观察门外情况,有人在门上开一小圆 将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直 孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中 圆柱体轴线与门面垂直。 将一块圆柱形玻璃嵌入其中 圆柱体轴线与门面垂直。 从圆柱底面中心看出去,可以看到的门外入射光线与轴 从圆柱底面中心看出去 可以看到的门外入射光线与轴 线间的最大夹角称做视场角。已知该玻璃的折射率为n, 线间的最大夹角称做视场角。已知该玻璃的折射率为 圆柱长为l 底面半径为 底面半径为r,则视场角是 圆柱长为 ,底面半径为 则视场角是 ( B ) A. arcsin
2r l

nl

C. arcsin

r +l r
2
2

2

B. arcsin D. arcsin

nr

r +l l
2

2

n r +l

2

n r2 + l2

解: 画出光路图如图示 sin α r =n sin β = sin β l2 + r2

∴ sin α = n

r

l +r
2

2

例9、 如图示,一折射率为 n = 3 的长方形玻璃砖 、 如图示, ABCD放在水平桌面上,有一直尺 放在水平桌面上, 紧贴在玻璃砖AB 放在水平桌面上 有一直尺EF 紧贴在玻璃砖 面上, 面上贴着黑纸 眼睛在P点沿 方向观察, 面上贴着黑纸, 点沿PQ方向观察 面上,CD面上贴着黑纸,眼睛在 点沿 方向观察, 能看到直尺上的某点成像在S′处 已知QP与 面的夹 能看到直尺上的某点成像在 处,已知 与AD面的夹 角θ=30°,请作出成像光路示意图,标出直尺上可能 ° 请作出成像光路示意图, 处成像的点, 的距离。 在S′处成像的点,并求出该点到像点 的距离。 处成像的点 并求出该点到像点S′的距离 玻璃砖内的某一点M经折射 解:玻璃砖内的某一点 经折射 F cm 6 成像于S′,不难看出: 成像于S′,不难看出: P 5 N AQ= 3 m r=30 °AM=3m Qi θ=30° ° 4 A ∴M S′= 2 m D 3 玻璃砖的上表面是平面镜, 玻璃砖的上表面是平面镜,直尺 S′ r 上另一点N经反射成像于 经反射成像于S′, 上另一点 经反射成像于 , 2 NA=1m ∴ N S′ = 2 m M E 0 B
1

C

例10、如图示,一不透明的圆柱形容器内装满折射率 = 2 、如图示,一不透明的圆柱形容器内装满折射率n 的透明液体,容器底部正中央O点处有一点光源 点处有一点光源S,平面镜MN 的透明液体,容器底部正中央 点处有一点光源 ,平面镜 与底面成45°角放置,若容器高为2dm,底面半径为(1+ 3 ) 与底面成 °角放置,若容器高为 ,底面半径为( dm, OM=1dm,在容器中央正上方 , ,在容器中央正上方1dm 处水平水平放置一足 够长的刻度尺,求光源S 发出的光经平面镜反射后, 够长的刻度尺,求光源 发出的光经平面镜反射后,照射到刻 度尺上的长度。(不考虑容器侧壁和液面的反射) 。(不考虑容器侧壁和液面的反射 度尺上的长度。(不考虑容器侧壁和液面的反射) 解:作出光路图如图示: 作出光路图如图示: M S′ = M S =1dm 由几何关系得: 由几何关系得: S′P=3dm PQ= 3 dm

α =30 ° n= sin β / sin α = ∴β = 45 ° ∴ BC=BQ=1dm AC=(1+ 3 )dm

2

C

βB Q N

A P S α M S′ O 2.73dm

1dm 2dm

9 7年上海高考 的透明球表面, 年上海高考 单色细光束射到 n = 2 的透明球表面,光 束在过球心的平面内,入射角i=45°,研究经折射进入球内 束在过球心的平面内,入射角 ° 又经内表面反射一次,再经球面折射后射出的光线,如图示, 又经内表面反射一次,再经球面折射后射出的光线,如图示, 已画出入射光线和出射光线); (已画出入射光线和出射光线); (1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向; )在图上大致画出光线在球内的路径和方向; (2)求入射光线和出射光线的夹角 ; )求入射光线和出射光线的夹角α; (3)如果入射的是一束白光,透明球的色散情况与玻璃球相 )如果入射的是一束白光, 问哪种颜色光的α角最小 角最小? 仿,问哪种颜色光的 角最小? 解:(1)连接 交圆于 ,连接 连接OB交圆于 连接 交圆于D,连接AD,DC,即为所求。 ,即为所求。 (2) )

sin i = 2 ∴r =30 ° sin γ

45° A ° r O D B

r=1/2 α+( 45 °– r) ( ) ∴α=4r - 90°=30° ° ° (3)紫光的折射角 最小, )紫光的折射角r 最小, 紫光的α角最小 角最小。 ∴紫光的 角最小。

α

C

点射入圆形玻璃, 例11、 如图示:光从 点射入圆形玻璃,并从 点射 、 如图示:光从A点射入圆形玻璃 并从B点射 若射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30° 出,若射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为 °,AB弧 弧 所对的圆心角为120°,下列说法正确的是:( C ) 所对的圆心角为 ° 下列说法正确的是: A. 在A点的入射角为 ° 点的入射角为30° 点的入射角为 B. 在B点的入射角为 ° 点的入射角为45° 点的入射角为 C. 玻璃的折射率为 2 D. 玻璃的折射率为 3 作光路图, 由于对称性, 解: 作光路图, 由于对称性, ∠1=60 ° ∠2=15 ° ∠i =45 ° ∠ 4= ∠ r =∠3=1/2 ∠ 1=30° ∠ °

α =30 °
∠AOB=120 °

sin i sin 45° ∴n = = = 2 sin γ sin 30°

2002年广东高考 年广东高考17. 年广东高考
(13分)雨过天晴,人们常看到天空中出现彩虹,它是由 分 雨过天晴,人们常看到天空中出现彩虹, 阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象。 阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象。在说明这个 现象时,需要分析光线射入水珠后的光路。 现象时,需要分析光线射入水珠后的光路。一细束光线射 入水珠,水珠可视为一个半径为R的球 球心O到入射光 的球, 入水珠 , 水珠可视为一个半径为 的球 , 球心 到入射光 线的垂直距离为d,水的折射率为n。 线的垂直距离为 ,水的折射率为 。 (1) 在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从 ) 水珠中射出的光路图。 水珠中射出的光路图。 (2) 求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角 ) 度。
d R O

解: (1)光路图如图示: )光路图如图示: 由几何知识可知在圆水珠内的各个角度都为r, 由几何知识可知在圆水珠内的各个角度都为 , 在A、C 处折射,sini=nsinr 、 处折射, 可知出射角跟入射角相等。 可知出射角跟入射角相等。 i
A

r O

r r r
C

B

i
题目 下页

(2)由题意, sini=d/ R )由题意, / 在A、C 处折射,sini=nsinr 、 处折射, ∴ sinr= d / nR
d R O

δ 1 = i ? r = sin

?1

d ?1 d ? sin R nR
?1

i

δ1

A r
O

δ 2 = π ? 2r = π ? 2 sin δ 3 = i ? r = sin
?1

d nR

r r

B
δ2

d ?1 d ? sin R nR

δ3

i

r C

图2

题目

例12、如图示,一块用折射率 n=2 的透明材料制成 、如图示, 的柱体,其截面为1/4圆 圆半径Oa=6cm,当一束平 的柱体,其截面为 圆,圆半径 , 行光垂直照射Oa面时 请作出图中代表性光线2、 通 面时, 行光垂直照射 面时,请作出图中代表性光线 、3通 过该透明材料的光路图(忽略二次反射光线), ),并计 过该透明材料的光路图(忽略二次反射光线),并计 弧面上被照亮的弧长为多少? 算ab弧面上被照亮的弧长为多少? 弧面上被照亮的弧长为多少 a 1 C=30° 解: sin C=1/n=0.5 ° d α 2 对光线2: 对光线 :sin α=2/3=0.667 e 3 β 30 °<α< 45 ° 全反射如图示 4 O b 对光线3: 对光线 :sin β=1/3 < 0.5 β < 30 ° 不会全反射如图示 若射到弧面上的光线刚能全反射 则bA弧面被照亮 弧面被照亮 f
C

A
C

∴ bA =2π×r /12 = 3.14cm ×

O

b

圆柱玻璃砖的截面,玻璃 例13、如图示,AOB是1/4圆柱玻璃砖的截面 玻璃 、如图示, 是 圆柱玻璃砖的截面 砖的折射率n= 2 ,一束平行光以 °入射角射入玻 一束平行光以45° 砖的折射率 一束平行光以 璃砖的OA面 璃砖的 面,这些光线中只有一部分能从圆柱的 AB面上射出 假设凡射到 面的光线全部被吸收 也 面上射出,假设凡射到 面的光线全部被吸收,也 面上射出 假设凡射到OB面的光线全部被吸收 不考虑OA面的 反射作用 试问圆柱 面上能射出光 试问圆柱AB面上能射出光 不考虑 面的 反射作用,试问圆柱 线部分占AB表面的几分之几 表面的几分之几? 线部分占 表面的几分之几 A C=45 ° 解: sinC=1/n E 设射到D点的光线刚好折射到 点 设射到 点的光线刚好折射到B点 点的光线刚好折射到 D β sin β=0.5 β=30 ° 45 ° θ D点以下的光线射到 面上被吸收 点以下的光线射到OB面上被吸收 点以下的光线射到 面上被吸收. O 设射到E点的光线折射到 点的光线折射到P点刚好全反射 设射到 点的光线折射到 点刚好全反射 E点以上的光线射到圆弧面被全反射 点以上的光线射到圆弧面被全反射 ⌒ ⌒ 不难求出 θ=15 ° PB = AB / 6
45° ° 30° °

P B

例14、 用折射率为 的透明介质做成内、外半径 、 用折射率为n 的透明介质做成内、 分别为a和 的空心球 如图示, 的空心球, 分别为 和b的空心球,如图示,当一束平行光射向此 球壳,经球壳外、内表面两次折射后, 球壳,经球壳外、内表面两次折射后,能进入空心球 壳的入射光的横截面积是多大? 壳的入射光的横截面积是多大? 解:进入空心球壳外表面的光线,若刚能在内表面 进入空心球壳外表面的光线, 发生全反射,此时的入射角为i 如图示: 发生全反射,此时的入射角为 , 如图示: 则 sin i = n sinr 由正弦定理 sinC=1/n i
C

r

sin(π-C) /sinr=b/a

a b

a sinC=bsinr a =nbsinr=bsini r b
C

S=πR2 = π(bsini )2 ( = πa 2

R

a i

如图示,在河岸边的 位置有一人要到河岸 如图示 在河岸边的A位置有一人要到河岸 在河岸边的 位置有一人要到河岸MN取 取 水去浇C位置的树 各个距离的数据表示在图中,试问 位置的树,各个距离的数据表示在图中 水去浇 位置的树 各个距离的数据表示在图中 试问 这个人要想走最短的距离是多少?他应与河岸成多大 这个人要想走最短的距离是多少 他应与河岸成多大 夹角? 夹角 光在介质中通过的路程最短. 将河岸看成平面镜, 解: 光在介质中通过的路程最短 将河岸看成平面镜 的对称点A 连接A 交 作A的对称点 1 , 连接 1C交MN于O, 的对称点 于 由平面镜成像规律及几何知识可知, 由平面镜成像规律及几何知识可知 S2=(L+h) 2+s2=2002, S=200m AO跟河岸的夹角为 ° 跟河岸的夹角为53° 跟河岸的夹角为
M
L=120m

O

·A · A

1

h= 40m

N

C

·

S=120m

如图示,一辆小车在轨道 上行驶的速度 如图示 一辆小车在轨道AB上行驶的速度 1=50km/h, 一辆小车在轨道 上行驶的速度v 在轨道以外的平地上行驶的速度v 在离轨道 在轨道以外的平地上行驶的速度 2=40km/h,在离轨道 垂直距离为PM=30km处有一仓库 这辆小车从距离 处有一仓库P,这辆小车从距离 垂直距离为 处有一仓库 这辆小车从距离M 处行驶到仓库P至少要多少时间 点100km的A处行驶到仓库 至少要多少时间 的 处行驶到仓库 至少要多少时间? 光线在传播中通过的路程和时间总是最短. 解: 光线在传播中通过的路程和时间总是最短
光 小车 光密介质 轨道 光疏介质 平地 真空中c 真空中 速度v 速度 1 玻璃中v 玻璃中 速度v 速度 2 折射率c/v 折射率 比值v 比值 1 / v2

类似于光的全反射,若在光密介质中的入射角恰 类似于光的全反射 若在光密介质中的入射角恰 好等于临界角时,折射光线沿分界面射出 好等于临界角时 折射光线沿分界面射出. 折射光线沿分界面射出 sinC=1/n=v2/v1=0.8 MO=40km AO=60km ∴PO=50km P ∴t=t1+t2 · L= 30km = AO/ v1 + PO/ v2 θ =1.2+1.25=2.45小时 B M 小时 O

·

·A

S=100km

04年上海 年上海16 年上海 16.( 分)下图为一测量灯泡发光强度的装置 .(5分 下图为一测量灯泡发光强度的装置.AB是一个有刻 .( 是一个有刻 度的底座,两端可装两个灯泡, 度的底座,两端可装两个灯泡,中间带一标记线的光度计可在 底座上移动, 底座上移动,通过观察可以确定两边灯泡在光度计上的照度是 否相同,已知照度与灯泡的发光强度成正比、 否相同,已知照度与灯泡的发光强度成正比、与光度计到灯泡 的距离的平方成反比.现有一个发光强度为 的灯泡a和一个待测 现有一个发光强度为I 的距离的平方成反比 现有一个发光强度为 0的灯泡 和一个待测 灯泡b.分别置于底座两端 如图) 分别置于底座两端( 灯泡 分别置于底座两端(如图). (1)怎样测定待测灯泡的 ) 发光强度I 接通电源, 发光强度Ix?接通电源,移动光度计使两边的照度相同 ,

r22 测出距离r 测出距离 1和r2,即可得待测灯泡的发光强度 I x = 2 I 0 。 r1

(2)简单叙述一个可以减小实验误差的方法。 )简单叙述一个可以减小实验误差的方法。 测量多次, 测量多次,求平均等 .


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