光的折射與全反射(有答案)

第3課時光的折射全反射折射定律與折射率的理解和應(yīng)用1、如圖所示，光線以入射角0]從空氣射向折射率n=V2的玻璃表面.當(dāng)入射角q=45。時，求反射光線與折射光線間的夾角0.當(dāng)入射角0]為何值時，反射光線與折射光線間的夾角0=90°?答案(1)105°(2)arctan\/2sin0sin0解析(1)設(shè)折射角為02，由折射定律sino1=n得sin02=n1=2sin45° 1廠=2,所以，02=30°.因為0]/=01=45°,所以0=180°-45°-30°=105°.(2)因為0]/+02=90°，所以，sin02=sin(90°-0,)=cos0,=cos01由折射定律得tan0]=\'2,01=arctan逅.2、已知介質(zhì)對某單色光的臨界角為0，則 ( )該介質(zhì)對此單色光的折射率等于冊此單色光在該介質(zhì)中的傳播速度等于csin0(c為真空中的光速)此單色光在該介質(zhì)中的波長是在真空中波長的sin0倍此單色光在該介質(zhì)中的頻率是真空中的尙BJLJLJL答案ABC解析介質(zhì)對該單色光的臨界角為0,它的折射率n=—冷，A項正確；此單色光在介質(zhì)sin0c ,^vc?sin0/中的傳播速度和波長分別為v=-=csin0,B正確；久=-=—仏—=2sin0，所以2:2n v c'20 0 0=sin0:1,故C項正確；而光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無關(guān)，故D項錯誤.3、如圖所示是一種折射率n=1.5的棱鏡，現(xiàn)有一束光線沿MN的方向射到棱鏡的AB界面上，入射角的正弦值為sini=0.75.求：(1)光在棱鏡中傳播的速率；(2)通過計算說明此束光線射出棱鏡后的方向并畫出光路圖(不考慮返回到AB面上的光線)答案見解析解析(1)由n=V得v=n=2X108m/s

(2)設(shè)光線進入棱鏡后的折射角為r,由SinT=n,得sinr= =0.5,r=30°,光線射到BC界面時的入射角i1=90。-45°=45°BA ETBA ETC由于sin45°>n所以光線在BC邊發(fā)生全反射，光線沿DE方向射出棱鏡后的方向與AC邊垂直,光路圖如圖所示．4、 如圖所示，ABCD為一直角梯形棱鏡的截面，ZC=60°,P為垂直于直線BC的光屏，現(xiàn)用一寬度等于AB邊的單色平行光束垂直射向AB面，經(jīng)棱鏡折射后在屏P上形成寬2度等于2AB的一條光帶，求棱鏡的折射率.解析光路圖如圖所示,根據(jù)題意有竹=02=30°,~FC=2~AB根據(jù)幾何關(guān)系有DECEtan30°DECEtan30°=ABtan30°ABEF羽在ADEF中，tan0=^^=亡-，解得0=30°3DE3 3由折射定律可得n=韭啤2丄，解得n=\'3Sin0]答案\'3

于D點，OD=V3r,求該玻璃的折射率.答案\'3解析作光路圖如圖所示.在于D點，OD=V3r,求該玻璃的折射率.答案\'3解析作光路圖如圖所示.在PQ面上的入射角OA1sin6i=~OB=2,竹=30°由幾何關(guān)系可得^2=60°折射率n=$迅&=\'36、如圖所示為用某種透明材料制成的一塊柱形棱鏡的截面圖，圓弧CD為半徑為R的四分之一的圓周，圓心為O,光線從AB面上的某點入射,入射角竹=45。，它進入棱鏡后恰好以臨界角射在BC面上的0點.畫出光線由AB面進入棱鏡且從CD弧面射出的光路圖；求該棱鏡的折射率n；(3)求光線在該棱鏡中傳播的速度大小v(已知光在空氣中的傳播速度c=3.0X108m/s).解析(1)光路圖如圖所示．(2)光線在BC面上恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C.C丄CPn2_1sinC=n，cosC=n-光線在AB界面上發(fā)生折射，折射角32=90°_C，由幾何關(guān)系得sin每=cosC,由折射定律得n=sind2由以上幾式聯(lián)立解得n=￥(3)光速v=十=V6X108m/s6_答案(1)見解析圖⑵+(3A;6X108m/s

即sin即sin4C°=七cosCsinC解得tanC=\2,sinC=￥，n=學(xué).8、如圖所示，MNPQ是一塊截面為正方形的玻璃磚，正方形的8、邊長為30cm,有一束很強的細(xì)光束AB射到玻璃磚的MQ面上,入射點為B該光束從B點進入玻璃磚后再經(jīng)QP面反射沿DC方向射出.其中B為MQ的中點，ZABM=30°,PD=7.5cm,ZCDN=30°?試在原圖上準(zhǔn)確畫出該光束在玻璃磚內(nèi)的光路圖，并求出該玻璃磚的折射率．解析找出B點關(guān)于界面QP的對稱點E,連接ED交QP于F點,即光束在F點發(fā)生反射，所以其光路圖如圖所示.由幾何關(guān)系得DE=\''302+(15+7.5)2cm=37.5cmsin獷常"62DE由折射定律得n=宴1=1.44.sin每答案見解析圖1.44對全反射的考查9、如圖是透明圓柱介質(zhì)的橫截面，C、D為圓上兩點.一束單色光沿BC方向入射，從D點射出.已知ZCOD=90°，ZBCO=120°.(1)求介質(zhì)的折射率；(2)改變/BCO的大小，能否在介質(zhì)的內(nèi)表面發(fā)生全反射？答案⑴普6(2)不能解析⑴作出光路圖如圖，由幾何關(guān)系知a=60°,"=45°;折射率n=理號=~2.sinp2(2)由光路可逆可知，光不可能在介質(zhì)內(nèi)表面發(fā)生全反射10、(2009?浙江理綜?18)如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點，并偏折到F點.已知入射方向與邊AB的夾角為0=30。，E、F分別為邊AB、BC的中點，貝V()A?該棱鏡的折射率為、匂光在F點發(fā)生全反射光從空氣進入棱鏡，波長變小從F點出射的光束與入射到E點的光束平行答案AC解析由幾何關(guān)系可得入射角0=60°,折射角0=30°,由n=sm才=\：3,A對；由sin1 2 si^n0~2C=-，臨界角C>30°,故在F點不發(fā)生全反射，B錯；由n=v=l°知光進入棱鏡波長變n vx小，C對；F點出射的光束與BC邊的夾角為30°,與入射光線不平行，D錯；故選A、C.11、如圖所示，扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角ZAOB --\=60°.一束平行于角平分線OM的單色光由OA射入介質(zhì)，經(jīng)OA折射的光線恰平行于OB,以下對介質(zhì)的折射率值及折射光線中恰好射到M點的光線能不能發(fā)生全反射的說法正確的是()Aa''3，不能發(fā)生全反射B#3，能發(fā)生全反射C.竽，不能發(fā)生全反射。.竽，能發(fā)生全反射答案A解析畫出光路圖,并根據(jù)幾何關(guān)系標(biāo)出角度,如圖所示．由圖可知，介質(zhì)的折射率n=sin30°=霸；因為sin30°=2<￥==n=sinC,所以折射光線中恰好射到M點的光線不能發(fā)生全反射，選項A正確.12、如圖所示，直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面，ZA=30°.一束單色光從空氣射向BC上的E點，并偏折到AB上的F點，光線EF平行于底邊AC.已知入射光與BC邊的夾角為6=30°.試通過計算判斷光在F點能否發(fā)生全反射.答案能解析由幾何關(guān)系知，光線在BC界面的