1、计算题 在某种液体中,某色光的传播速度为1.5×108m/s,波长为250nm。求:
(1)此液体的折射率;
(2)此色光从这种液体射入空气时,产生全反射的临界角;
(3)此色光在空气中能产生明显衍射时小孔的孔径是多少微米?
参考答案:(1)2(2) 30°(3) 0.5
m
本题解析:
(1)n=
=2
(2)C=arcsin
=30°
(3) 由n=
=
=
得?
=n
=0.5
m
本题考查了光的折射以及全反射知识,产生明显衍射的条件是波长和障碍物的尺寸相差不大。
本题难度:简单
2、计算题 (9分)在某节日庆典上,为了达到所需要的灯光效果,需要完成下列工作。如图所示,由红、黄两种单色光组成的光束a,以入射角i从平行玻璃板上表面O点入射。已知平行玻璃板厚度为d,红光和黄光的折射率分别为n1和n2,真空中的光速为c。试求红黄光从下表面射出的时间差
参考答案:
本题解析:(9分)光路图如图所示。

设红、黄的折射角分别为r1、r2,则:
?(2分)
红、黄光在玻璃中传播的速度分别为?
?(2分)
射出时间分别为
?(2分)
红黄光从下表面射出的时间差:
?(3分)
本题难度:一般
3、选择题 一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b。已知a光
的频率大于b光的频率。下列光路图中可能正确的是(?)
参考答案:A
本题解析:因为a光的频率大于b光的频率,所以b光的波长大于a光的波长,即玻璃砖对a光的折射率大于对b的折射率,所以进入玻璃砖后相对于法线b光在外侧,a光在内测,从玻璃砖射出后,根据折射定律,从玻璃砖中射出光的折射角是相同的,即平行关系,所以A正确
本题难度:简单
4、简答题 一台二氧化碳激光器发出的激光功率为P="1" 000 W,出射光束截面积为A="1" mm2,这束光垂直射到温度为T="273" K,厚度为d="2" cm的铁板上,如果有80%的光束能量被激光照射到那一小部分铁板所吸收,并使其熔化成与光束等截面积的直圆柱孔,需要多少时间?铁的有关参数:热容量c="26.6" J/mol·K,密度ρ=7.90×103 kg/m3,熔点Tm="1" 798 K,熔解热L=1.49×104 J/mol,摩尔质量U=56×10-3 kg。
参考答案:0.192 s
本题解析:激光所照射到的质量为M的部分铁板在熔化过程中所吸收的热量为Q=
(cΔT+L)="Pt·80%?" 其中质量M=Adρ。代入数据求得t="0.192" s
本题难度:简单
5、选择题
如图所示,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D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(?)
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
C.a光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间
D.a、b两束光从同一介质射入真空过程中,a光发生全反射临界角大于b光发生全反射临界角
参考答案:C
本题解析:所有可见光真空中的速度相同,A错误;在由折射图可判断,a光折射程度大于b光折射程度,即棱镜对a光折射率大于b光折射率,根据色散规律,a光频率大于b光频率,则a光波长小于b光波长,B错误;根据v=c/n,a光速度小于b光速度,但是a光在棱镜中的光路大于b光,则a光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间,C正确;在同一种介质中a光折射率总是大于b光折射率,根据
,a光发生全反射临界角小于b光发生全反射临界角,D错误。答案C。
本题难度:简单