1、简答题 如图是一个透明圆柱介质的横截面,B、C为圆上两点.一束单色光沿AB方向入射,从c点射出,已知∠ABO=∠BOC=120°,真空中光速c=3×108m/s.求:
①光在介质中的折射率n
②光在介质中传播速度v.

参考答案:①由题得,入射角α=60°,折射角γ=30°,
根据折射定律:n=sinαsinγ=
本题解析:
本题难度:简单
2、计算题 (9分)如图所示,一束截面为圆形(半径R=1 m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面,经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区.屏幕S至球心的距离为D=(
+1) m,不考虑光的干涉和衍射,试问:

①若玻璃半球对紫色光的折射率为n=
,请你求出圆形亮区的半径.
②若将题干中紫光改为白光,在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色?
参考答案:①1 m ②紫色
本题解析:
①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E,E点到亮区中心G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:sinC=
(1分)
由几何知识可知:AB=RsinC=
?(1分)? OB=RcosC=R
(1分)
BF=ABtanC=
(1分)? GF=D-(OB+BF)=D-
,
,(1分)
所以有:rm=GE=
·AB=D·
-nR=1 m(2分)
②由于白色光中紫光的折射率最大,临界角最小,故在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘应是紫色光.(2分)
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,用三块完全相同的两面平行的玻璃板组成一等边三角形(中间是空气),有红光和蓝光组成一细光束以平行底边BC从AB面射入,由AC面射出,则从AC面射出的光束

[? ]
A.分成两束,上面为红光,下面为蓝光
B.分成两束,上面为蓝光,下面为红光
C.仍然为一束,并与底边BC平行
D.仍然为一束,但向底边BC偏折
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ,OP=OQ=R,一束单色光垂直OP面射入玻璃体,在OP面上的入射点为A,OA=
,此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出,且与 x轴交于D点,OD=
,求:
(1)该玻璃的折射率是多少?
(2)将OP面上的该单色光至少向上平移多少,它将不能从PQ面直接折射出来。

参考答案:解:(1)在PQ面上的入射角
,θ1=30°
由几何关系可得θ2=60°
折射率

(2)临界角sinC=
从OP面射入玻璃体的光,在PQ面的入射角等于临界角时,刚好发生全反射而不能从PQ面直接射出。设光在OP面的入射点为M,在PQ面的反射点为N

至少向上平移的距离
0.077R
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 半径为R的玻璃半圆柱体,横截面如图所示,圆心为O 。两条平行单色红光沿截面射向圆柱面方向与底面垂直。光线1的入射点A为圆柱面的顶点,光线 2的入射点B,∠AOB=60°,已知该玻璃对红光的折射率n=
。

求:(1)两条光线经柱面和底面折射后出射光线的交点与O点的距离d;
(2)若入射的是单色蓝光,则距离d将比上面求得的结果大还是小?(定性分析,不需要计算,画出光路图)
参考答案:(1)
;(2)若入射的是单色蓝光,则距离d将比上面求得的结果小
本题解析:
试题分析:光路图如下:

(1)光线1通过玻璃砖后不偏折.光线2在圆柱面上的入射角θ1=60°,由折射定律得
?,得到
,得θ2=30°,由几何知识得:θ1′=60°-θ2=30°,又由折射定律得
,代入解得θ2′=60°,由于△BOC是等腰三角形,则
,所以
。
(2)若入射的单色蓝光,光线1仍不偏折,由于介质对蓝光的折射率大于介质对红光的折射率,光线2偏折得更厉害,θ2′更大,d更小.
本题难度:简单