1、简答题 如图所示为用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图,FD为
圆周,圆心为O,光线从AB面入射,入射角θ1=60°,它射入棱镜后射在BF面上的O点并恰好不从BF面射出.
(1)画出光路图;
(2)求该棱镜的折射率n.
参考答案:

(1)光路图如图所示.
(2)设光线在AB面的折射角为θ2,根据折射定律得
? n=sinθ1sinθ2
设棱镜的临界角为C.由题意,光线在BF面恰好发生全反射,得到sinC=1n,
由图可知,θ2+C=90°
联立以上各式解出n≈1.3
答:(1)光路图如图所示.
? (2)该棱镜的折射率n≈1.3.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 如图所示,AOB为半圆形玻璃砖截面,玻璃的折射率为n=
现有一束平行光线以45°角入射到 AB面上后,经折射从半圆面上的部分位置射出.试求半圆柱面能被照亮的部分与整个半圆柱面的面积之比.

参考答案:根据折射定律得,sin45°sinθ=n
光在AB面上的折射角θ=30°.
在曲面上发生全反射的临界角sinC=1
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,一个半径为R的
透明球体放置在水平面上,一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出,最后射到水平面上的C点。已知OA=
,该球体对蓝光的折射率为
。则:
(1)它从球面射出时的出射角β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?

参考答案:解:(1)设入射角为α,由几何关系可知:sinα=
由n=
可得:sinβ=nsinα=
所以:β=60°
(2)由于红光的频率小于蓝光的频率,所以红光的折射率小于蓝光的折射率,因入射角相同,由n=
可知红光的折射角小于蓝光的折射角,所以红光从球体射出后落到水平面上形成的光点在C的右侧
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 平行光a垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面,其截面如图所示,发现只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出,则玻璃球对a光的折射率为______,若仅将a平行光换成b平行光,测得有光射出的范围增大,设a、b两种色光在玻璃球中的速度分别为va和vb,则va______vb(选填“>”、“<”或“=”).
参考答案:

由题,玻璃半球面上只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出,说明光线在P、Q两点恰好发生全反射,由几何知识得到,光线在P、Q两点的临界角为C=30°.
由sinC=1n得,折射率n=1sinC=2.
将a平行光换成b平行光,测得有光射出的范围增大,说明b光的临界角大于a光的临界角,由n=1sinC可知,b光的折射率小于a光的折射率,
由v=cn得,b光在玻璃球中的速度较大,即va<vb.
故答案为:2,<
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,两块同样的玻璃直角三棱镜ABC,两者的AC面是平行放置的,在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射,在图示的出射光线中

A.l、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能
B.4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能
C.7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能
D.只能是4、6中的某一条
参考答案:B
本题解析:两棱镜之间的介质折射率未知,可能比玻璃大,可能与玻璃相同,也可能比玻璃小,可能的光路图如下:

所以正确答案为B。
本题难度:一般