1、计算题 光纤通信是一种现代化的通讯工具,为了研究问题的方便,我们将光导纤维简化为一根长直的玻璃管,如图所示为玻璃管沿轴线的横截面,若光从左端以与端面成30°入射,玻璃管长为L,折射率为,已知光在真空中的传播速度为c。
(1)通过计算分析光能否从玻璃管的侧面射出;
(2)求出光通过玻璃管所需的时间。
参考答案:解:(1)光从左端射入时,得γ= 30°
侧面上的入射角θ= 60°
,临界角
所以光线在侧面上发生全反射不射出
(2)由,有
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,有一半球形玻璃砖,Ⅰ、Ⅱ两束不同频率的单色光从玻璃砖底边平行射入,a、b为入射点(均在玻璃砖底边圆心O的左侧),两束光进入玻璃砖后一起射到O’点,O’O垂直底边,下列说法正确的是
A.从O’点射出的一定是一束复色光,并且平行Ⅰ、Ⅱ两束入射光
B.用同一装置做双缝干涉实验,Ⅱ光的条纹间距较小
C.在玻璃砖中的速度Ⅰ光比Ⅱ光小
D.若将Ⅰ光的入射点a左移一点,则两束平行光的出射光线也一定平行
参考答案:AB
本题解析:
试题分析: 两光束射到O′点时的入射角都等于在玻璃砖底边的折射角,根据光路可逆性可知,从O′点射出时折射角都等于在玻璃砖底边的入射角,而在玻璃砖底边两光束平行射入,入射角相等,所以从O′点射出时折射角相同,两光束重合,并且平行入射光,则从O′点射出的一定是一束复色光.故A正确;Ⅱ光的折射率大,波长短,而双峰干涉条纹的间距与波长成正比,所以Ⅱ光的条纹间距较小,故B正确;Ⅱ光的折射率大,所以在玻璃砖中的速度Ⅰ光比Ⅱ光大,故C错误;若将Ⅰ光的入射点a左移一点,将射到O′左侧,入射角不再等于在玻璃砖底边的折射角,则折射角也不等于在玻璃砖底边的入射角,所以两束平行光的出射光线一定不平行,故D错误。
本题难度:一般
3、计算题 (9分)如图所示,折射率n=的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方,其平面AB到MN的距离为h=10cm一束单色光沿图示方向射向圆心O,经玻璃砖后射到光屏上的O′点.现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动,经玻璃砖后射到光屏上的光点将向哪个方向移动?光点离O′点最远是多少?
参考答案:向右移动;10cm.
本题解析:光屏上的光点将向右移动;设玻璃砖转过α角时光点离O′点最远,记此时光点位置为A,此时光线在玻璃砖的平面上恰好发生全反射,临界角为C.由折射定律有 ?;
由几何关系知,全反射的临界角C=α=45°?
光点A到O′的距离cm
本题难度:一般
4、计算题 半球形介质截面如图所示,O为圆心,相互平行的单色光a和b,从不同位置进入介质,光线a在O点恰好发生全反射.光线b的入射角为45°,
求:(1)介质对该单色光的折射率;
(2)光线b在介质中的折射角.
参考答案:(1)?(2)
本题解析:
(1) a光线发生刚好全反射,则临界角为45°, ?
代入数据得?
(2)由折射定律得?
?
代入数据得?
点评:掌握折射原理和折射率公式是解决此类问题的关键。
本题难度:简单
5、选择题 如图,一束细光经三棱镜折射后分成a、b两束单色光,下列说法正确的是( )
A.a光在该棱镜中的临界角较大
B.a光在该棱镜中的速度较大
C.b光更有可能使金属产生光电效应
D.经相同的双缝干涉实验装置,b光形成的条纹间距较大