《2022年选修-《光的折射全反射与波动性》课后作业 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年选修-《光的折射全反射与波动性》课后作业 .pdf（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1 / 7光的折射全反射光的波动性课后作业1. (1)如图 2120 所示， A、B、C 为等腰棱镜， a、b 两束不同频率的单色光垂直AB 边射入棱镜，两束光在AB 面上的入射点到DC 的距离相等，两束光通过棱镜折射后相交于图中的P 点，以下判断正确的是_图 2120 A在真空中， a 光光速大于b 光光速B在真空中， a 光波长大于b 光波长Ca 光通过棱镜的时间大于b 光通过棱镜的时间Da、b 两束光从同一介质射入真空过程中，a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角图 2121 (2)如图 2121 所示，直角三棱镜ABC 的一个侧面BC 紧贴在平面镜上，BAC .从点光源
2、S发出的细光束SO 射到棱镜的另一侧面AC 上，适当调整入射光SO 的方向， 当 SO 与AC 成 角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC 面射出后恰好与SO 重合，求此棱镜的折射率2. 小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃折射率的实验(如图21 22 所示 )，他进行的主要步骤是：图 2122 (A) 用刻度尺测玻璃砖的直径AB 的大小 d. (B) 先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径 AB、AB 的法线 OC. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -
3、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2 / 7(C)将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN 紧靠 A 点并与直径AB 垂直放置(D)调节激光器，使PO 光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN 的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到A 点的距离 x1，右侧亮点到A 点的距离 x2.则(1)小明利用实验数据计算玻璃折射率的表达式n_. (2)关于上述实验以下说法正确的是_A在 BOC 的范围内，改变入射光PO 的入射角，直尺MN 上可能只出现一个亮点B左侧亮点到A 点的距离 x1一定小于右侧亮点到A 点的距离
4、x2C左侧亮点到A 点的距离 x1一定大于右侧亮点到A 点的距离 x2D要使左侧亮点到A 点的距离 x1增大，应减小入射角3. 图 2123 (2010 广西鸿鸣高中月考)(1)如图 2 123 所示，水下光源S向水面 A 点发射一束光线，折射光线分别为a，b 两束，则下列叙述正确的是() A在水中a 光的速度比b 光的小Ba、b 两束相比较， a 光的波动性较强C若保持入射点A 位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b 光先消失D用同一双缝干涉实验装置分别以a、b 光做实验， a 光干涉条纹间距小于b 光干涉条纹间距(2)透明光学材料制成的棱镜的正截面为等腰直角三角形，其折射率为
5、n2.一束波长为564 nm 的单色光与底面平行射入棱镜，如图2124 所示，入射点为O(OC 间距大于33AC)，求：图 2124 此单色光在棱镜中的波长该束光线从哪个面首先射出？出射光线的方向如何？计算后回答并画出光路图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3 / 7(2)399 nmBC 面， 与 BC 面成 45 角且与 AB 面平行，光路如右图所示：4图 2125 (1)如图 2125 所示，两个同种玻璃制成
6、的三棱镜，顶角1略大于 2，两单色光1 和 2分别垂直入射三棱镜， 其出射光线与竖直界面的夹角1 2， 则下列判断正确的是_A在棱镜中1 光的传播速度比2 光的小B1 光的频率大于2 光的频率C让 1光和 2 光通过同一双缝干涉装置，1 光的条纹间距小于2 光的条纹间距D在利用1 光和 2 光做衍射实验时，1 光的实验效果显著(2)某公园有一水池，水面下某处有一光源，在水面上形成一个半径为3 m 的圆形亮斑 (水面下看 )，已知水的折射率n43.求：光源的深度；光从光源传到水面的最短时间5 . 图 2126 如图 2126 示，一个半径为R 的14透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A 点沿水平
7、方向射入球体后经B 点射出，最后射到水平面上的C 点已知 OAR2，该球体对蓝光的折射率为3.则：(1)它从球面射出时的出射角 为多少？(2)若换用一束红光同样从A 点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点在C 的哪侧？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4 / 76. 图 2127 如图 2 127 所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知A60 ， C90 ，一束极细的光于 AC 的中点 D 垂直 AC
8、面入射， ADa，棱镜的折射率为n2，求：(1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角；(2)光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(设光在真空中的传播速度为c)7 . 图 2128 如图 2 128 所示，一束截面为圆形(半径为 R)的平行复色光垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区已知玻璃半球的半径为R，屏幕 S至球心的距离为 D(D3R)，不考虑光的干涉和衍射，试问：(1)在屏幕 S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？(2)若玻璃半球对 (1)中色光的折射率为n，请你求出圆形亮区的最大半径名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
9、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5 / 7参考答案：课后作业1. 解析： (1)本题考查不同色光的比较光在真空中的传播速度为3.0 108 m/s，故 A 选项错误；画出a、b 两束光通过棱镜的光路图，如图所示由图可知棱镜对a 光的偏折程度大于对b 光的偏折程度，即a 光的频率、折射率大于b 光的频率和折射率，所以在真空中 a 光的波长小于b 光的波长，故B 选项错误；两种光在棱镜中的传播距离相等，由于 a 光在棱镜中的传播速度小于b 光在棱镜中的传播速度，故 a 光通过棱镜的时间较长，
10、故 C 选项正确； 由 Carcsin1n可知 a 光的临界角小于b 光的临界角， 故 D 选项错误(2)作出正确的光路图，依题意可知光垂直BC 反射才能从AC 面射出后恰好与 SO 重合，则光在AC 面的入射角为90 ，由几何关系可知折射角为90 ，根据折射定律： nsin(90 )sin(90 )cos cos . 答案： (1)C(2)cos cos 1.解析： (1)作出光路图如图所示，折射光线交于MN 上的 E 点，反射光线交与 MN 上的 F 点折射率等于折射角的正弦与反射角的正弦的比，即nsin sin d/2x21(d/2)2d/2x22(d/2)24x22d24x21d2.
11、(2)当入射角大于等于临界角时，发生全反射，则只有反射光线照射到MN 上，所以MN 上可能只出现一个亮点，故A 项正确；由图知，角大于 角，所以左侧亮点到A 的距离总是比右侧亮点到A 的距离小，故B 项正确， C 项错误；要想左侧亮点到A 点的距离增大，必须减小折射角，由折射率公式可知，要减小折射角，必须减小入射角，故D 项正确答案： (1)4x22 d24x21 d2(2)ABD 3. 解析： (1)a 光的折射角小于b 光，说明a 光在水中的折射率小于b 光，根据nc/v，在水中 a 光的速度比b 光的大，选项A 错误；根据折射率小，则光的频率相应小，a、b 两束名师资料总结 - - -精
12、品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 6 / 7光相比较， a 光的频率较小，波长较长，波动性较强，选项B 正确；若保持入射点A 位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，b 光折射角先达到90 ，b 光先消失，选项C正确；由双缝干涉条纹间距公式可知，条纹间距与波长成正比，a 光的波长较长，用同一双缝干涉实验装置分别以a、b 光做实验， a 光干涉条纹间距大于b 光干涉条纹间距，选项D错误(2)ncvn2，nn 399 nm. 在 AC
13、面上有sin 45sin 2，所以 30因为 OC33AC，所以折射光线只能射向AB 面，入射角 i 75 ，又因为 sin C1n22，iC，故该光在 AB 面上发生全反射光线将又射向BC 面，入射角为30 . 射出时sin 30sin 1n，所以 45 ，即光线首先从BC 面射出，与BC 面成 45 且与 AB 面平行 . 答案： (1)BC 4. 解析： (1)光在棱镜的右侧发生折射，由题意知，光由玻璃射向空气的过程中，单色光1的入射角大于单色光2 的入射角， 由于折射角相等， 由折射定律知玻璃对单色光1 的折射率小于对单色光2 的折射率，即n145 ，发生全反射i2i130 30 C，
14、由折射定律有：sin sin i22，所以 45 . (2)镜中光速vcnc2，所求时间： t3avavcos 30 5 2a3c. 答案： (1)45 (2)52a3c7. 解析： (1)紫光(2)如图，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点 D 到亮区中心E 的距离 r 就是所求最大半径设紫光临界角为C，由全反射的知识：sin C1n所以 cos Cn2 1ntan C1n21， OBR/cos CnRn21r(DOB)/tan CDn21nR. 答案： (1)紫光(2)Dn21nR名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -