高中物理精典例題解析專題(光學(xué)計(jì)算題專題)

高中物理精典例題解析專題(光學(xué)計(jì)算題專題)例1、如圖示是兩個(gè)同種玻璃制成的棱鏡,頂角α1略大于α2,兩束單色光A和B分別垂直射于三棱鏡后,出射光線與第二界面的夾角β1=β2,則(AD)A.A光束的頻率比B光束的小.B.在棱鏡中A光束的波長(zhǎng)比B光束的短.C.在棱鏡中B光束的傳播速度比A光束的大.D.把兩束光由水中射向空氣,產(chǎn)生全反射,A光的臨界角比B的臨界角大.解:n=cosβ/sinα∵α1＞α2∴n1＜n2∴頻率ν1＜ν2sinC=1/n∴C1＞C2BAβ2β1α1BAβ2β1α2例2；91年高考.一束光從空氣射向折射率n=的某種玻璃的表面,如圖所示.i代表入射角,則（BCD）當(dāng)i>45°時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象無(wú)論入射角i是多大,折射角r都不會(huì)超過(guò)45°欲使折射角r=30,應(yīng)以i=45°的角度入射(D)當(dāng)入射角i=arctg時(shí)，反射光線跟折射光線恰好互相垂直ii空氣玻璃NO例3、如圖示，一塊用折射率n=2的透明材料制成的柱體，其截面為1/4圓，圓半徑Oa=6cm，當(dāng)一束平行光垂直照射Oa面時(shí)，請(qǐng)作出圖中代表性光線2、3通過(guò)該透明材料的光路圖（忽略二次反射光線），并計(jì)算ab弧面上被照亮的弧長(zhǎng)為多少？ 解：sinC=1/n=0.5C=3030°<α<45°全反射如圖示°對(duì)光線2：sinα=2/3=0.667對(duì)光線3：sinβ=1/3<0.5β<30°不會(huì)全反射如圖示若射到弧面上的光線剛能全反射則bA弧面被照亮∴bA=2π×r/12=3.14cmeed3142ObaβbbACfOC例4；如圖為一個(gè)半圓形玻璃磚的截面圖,O為圓心,MM′⊥AB,一束單色光沿NO方向射入,折射光線為ON′,ON與OM的夾角為30°,ON′與OM′的夾角為45°,半圓形玻璃磚的半徑R=3.0m,c=3.0×108m/s,求當(dāng)該單色光束沿與OM夾角為60°的PO方向射入時(shí),光在該玻璃磚中傳播的時(shí)間.解:臨界角C=45°∠POM＞45°P′45°B30°P′45°B30°PNN′MM′A60°O學(xué)生練習(xí)1：03年江蘇高考8．如圖，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，細(xì)的單色光束從空氣射向柱體的O點(diǎn)（半圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率為，入射角為45°（相應(yīng)的折射角為24°），現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過(guò)O點(diǎn)垂直于圖面的軸線順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)15°，如圖中虛線所示，則（BC） A．光束1轉(zhuǎn)過(guò)15° B．光束1轉(zhuǎn)過(guò)30° C．光束2轉(zhuǎn)過(guò)的角度小于15°45°入射光15°O145°入射光15°O1222、如圖示：光從A點(diǎn)射入圓形玻璃，并從B點(diǎn)射出，若射出玻璃與射入玻璃的光線夾角為30°,AB弧所對(duì)的圓心角為120°,下列說(shuō)法正確的是：(C)A.在A點(diǎn)的入射角為30°B.在B點(diǎn)的入射角為45°C.玻璃的折射率為D.玻璃的折射率為解：光路圖作，由于對(duì)稱性，∠1=60°∠2=15°∠i=45i∠4=∠r=∠3=1/2∠1=30°iααOABα=30°∠AOB=120123ir4CC3：如圖，a和b都是厚度均勻的平玻璃板，它們之間的夾角為φ，一細(xì)光束以入射角θ從P點(diǎn)射入，θ＞φ，已知此光束由紅光和藍(lán)光組成，則當(dāng)光束透過(guò)b板后， （D）A．傳播方向相對(duì)于入射光方向向左偏轉(zhuǎn)φ角B．傳播方向相對(duì)于入射光方向向右偏轉(zhuǎn)φ角ab左ab左右φPθD．紅光在藍(lán)光的右邊二計(jì)算題4：光屏MN和遮光板PQ彼此平行地豎直放置，它們相距10cm，遮光板PQ上有一直徑為1cm的圓形透光孔ab，位于遮光板左側(cè)20cm處有一點(diǎn)光源S，如圖示，在點(diǎn)光源S下方水平放置一塊平面鏡使點(diǎn)光源發(fā)出的光通過(guò)圓孔ab后在光屏MN上形成兩個(gè)光斑，兩個(gè)光斑外邊緣上下距離為5.5cm，作圖計(jì)算平面鏡距點(diǎn)光源的豎直距離。解：作光路圖，由相似關(guān)系A(chǔ)B=A1B1=1.5cmA1B=5.5cm∴BB1=4cmΔBB1b∽ΔSS1bSS1/BB1=SS1/Aa=2SMNPQabABhSSMNPQabABhS1SS1hpabQMA11ABNB11aOAaAB45°5:如圖示，一束平行光照射在半徑為R的半圓柱形玻璃磚的圓柱面上，光線a是與一條半徑重合的光線，該光線照射到圓心O點(diǎn)與直徑AB夾角為aOAaAB45°aaOAB答案；6:如圖示，一不透明的圓柱形容器內(nèi)裝滿折射率n=的透明液體，容器底部正中央O點(diǎn)處有一點(diǎn)光源S，平面鏡MN與底面成45°角放置，若容器高為2dm，底面半徑為（1+）dm，OM=1dm，在容器中央正上方1dm處水平水平放置一足夠長(zhǎng)的刻度尺，求光源S發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后，照射到刻度尺上的長(zhǎng)度。（不考