第1節(jié)　光的折射　折射率

1、作業(yè)題：光的折射、全反射1.(2018山東青島八校聯(lián)考)(1)關(guān)于波的現(xiàn)象,下列說法正確的有。A.當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率不會(huì)發(fā)生變化B.光波從空氣中進(jìn)入水中后,更容易發(fā)生衍射C.波源沿直線勻速靠近一靜止接收者,則接收者接收到波信號的頻率會(huì)比波源頻率低D.不論機(jī)械波、電磁波,都滿足v=f,式中三個(gè)參量依次為波速、波長、頻率E.電磁波具有偏振現(xiàn)象2.如圖所示,AOB是由某種透明物質(zhì)制成的圓柱體橫截面(O為圓心),折射率為,今有一束平行光以45的入射角射向柱體的OA平面,這些光線中有一部分不能從柱體的AB面上射出,設(shè)凡射到OB面的光線全部被吸收,也不考慮OA面的反射,求圓柱體AB面上能

2、射出光線的部分占AB面的幾分之幾。3.如圖所示,一束截面為圓形(半徑R=1 m)的平行紫光垂直射向一半徑也為R的玻璃半球的平面,經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個(gè)圓形亮區(qū)。屏幕S至球心的距離為D=(+1) m,不考慮光的干涉和衍射,試問:（1）若玻璃半球?qū)ψ仙獾恼凵渎蕿閚=,請你求出圓形亮區(qū)的半徑。（2）若將紫光改為白光,在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的邊緣是什么顏色?4.某同學(xué)利用平行玻璃磚測量玻璃的折射率,按插針法步驟正確操作,借助刻度尺完成了光路圖。該同學(xué)有圓規(guī),卻沒有量角器,他就以O(shè)點(diǎn)為圓心、15.00 cm為半徑畫圓,分別交入射光線于A點(diǎn),交直線OO于C點(diǎn),分別過A、C點(diǎn)作法線NN的垂線交NN于

3、B、D點(diǎn),如圖所示。用刻度尺測得AB=9.00 cm,CD=6.00 cm,則玻璃的折射率n=(請用已知線段表示),代入數(shù)據(jù)求得n=。若玻璃磚前后兩面并不平行,按正確實(shí)驗(yàn)操作,則他測出的折射率(填“會(huì)”或“不會(huì)”)受到影響。5.如圖丙所示,MN為豎直放置的光屏,光屏的左側(cè)有半徑為R、折射率為的透明半球體,O為球心,軸線OA垂直于光屏,O至光屏的距離OA=R。一細(xì)束單色光垂直射向半球體的平面,在平面的入射點(diǎn)為B,OB=R,求:光線從透明半球體射出時(shí),出射光線偏離原方向的角度。光線在光屏形成的光斑到A點(diǎn)的距離。答案精解精析答案ADE解析波在傳播過程中波速和波長可能會(huì)變化,始終不變的量是頻率,A正確

4、;光從空氣中進(jìn)入水中后,波長減小,更不容易發(fā)生衍射,B錯(cuò)誤;根據(jù)多普勒效應(yīng)可知,當(dāng)波源與接收者之間的相對距離減小,則接收到波信號的頻率升高,C錯(cuò)誤;公式v=f適用任何波,D正確;電磁波是橫波,橫波具有偏振現(xiàn)象,E正確。2.解析：從O點(diǎn)射入的光線,設(shè)折射角為,根據(jù)折射定律,有n=sin45sin,解得=30設(shè)從某位置P點(diǎn)入射的光線,折射到AB面上的Q點(diǎn)時(shí),在Q點(diǎn)的入射角恰等于臨界角C有sin C=1n解得C=45PQO中=180-90-C-=15所以能射出光線區(qū)域?qū)?yīng)的圓心角=90-=45能射出光線的部分占AB面的比例為4590=123.答案(1)1 m(2)紫色解析(1)如圖,紫光剛要發(fā)生全反

5、射時(shí)的臨界光線射在屏幕S上的點(diǎn)E,E點(diǎn)到亮區(qū)中心G的距離r就是所求半徑,設(shè)紫光臨界角為C由全反射的知識知sin C=1n由幾何知識可知:AB=R sin C=RnOB=R cos C=Rn2-1n,BF=AB tan C=Rnn2-1GF=D-(OB+BF)=D-nRn2-1,GEAB=GFFB所以有rx=GE=GFFBAB=Dn2-1-nR=1 m(2)由于白色光中紫光的折射率最大,臨界角最小,故在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的邊緣應(yīng)是紫色光。4.答案：ABCD 1.5 不會(huì)解析由題圖可得sinAOB=ABOA,sinDOC=CDOC,OA=OC,根據(jù)折射定律得n=sinAOBsinDOC=ABCD=9.00cm6.00cm=1.5。由于在確定玻璃中的折射光線的位置時(shí)與前后兩面是否平行無關(guān),所以只要操作正確,折射率的測量就不會(huì)受玻璃磚的形狀的影響。5.答案(1）30 (2)R2解析(1)如圖所示,由折射定律,有n=sin