1、计算题 如图所示,为某种透明介质的截面图,△ACC为等腰直角三角形,BC为半径R=10cm的四分之一圆弧,AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=45°,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑,已知该介质对红光和紫光的折射率分别为
,
。
(1)判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色;
(2)求两个亮斑间的距离。

参考答案:解:(1)设红光和紫光的临界角分别为C1、C2,sinC1=
,
同理C2= 450,
i= 450=C2,i=450<C1
所以紫光在AB面发生全反射,而红光在AB面一部分折射,一部分反射,
且由几何关系可知,反射光线与AC垂直,所以在AM处产生的亮斑P1为红色,
在AN处产生的亮斑P2为红色与紫色的混合色
(2)画出如图光路图,

设折射角为r,两个光斑分别为P1、 P2。
根据折射定律
求得
由几何知识得
解得
,
为等腰直角三角形,解得

所以
。
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,直角三角形ABC为一三棱镜的横截面,∠A=30°。一束单色光从空气射向BC上的E点,并偏折到AB上的F点,光线EF平行于底边AC。已知入射方向与BC的夹角为θ=30°,试通过计算判断光在F点能否发生全反射。

参考答案:解:光线在BC界面的入射角θ1=60°,折射角θ2=30°
根据折射定律得
由几何关系知,光线在AB界面的入射角为θ3=60°
而棱镜对空气的临界角C的正弦值
则在AB界面的入射角θ3>C
所以光线在F能将发生全反射
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 一束光从某介质射向真空,当入射角为θ时,折射光恰好消失.已知光在真空中的传播速度为c,则此光在该介质中的传播速度为______.
参考答案:由临界角的概念,知sinθ=1n
又n=cv
由以上两式解得,此光在介质中的传播速度为
v=csinθ.
故答案为:csinθ
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 如图所示.AOB为透明扇形玻璃砖,圆心角
,OM为
AOB的角平分线,一束平行于OM的单色光在空气中由OA边射人玻璃砖,经OA面折射后的光线恰平行于OB。则下列说法中正确的是

A.该玻璃的折射率为2
B.经OA面折射后的光线射到AMB面都将发生全反射
C.该入射光在空气中的波长与玻璃砖中的波长相等
D.该入射光在空气中的频率与玻璃砖中的频率相等
参考答案:D
本题解析:根据几何知识可得光束从OA界面射进玻璃砖的入射角为60°,折射角为30°,故跟据折射定律可得
,根据全反射角公式可得
,即C大于30°,根据几何知识可得射到AMB的光线的最大入射角为30°,故都不可能发生全反射,因为光在折射过程中的频率不变,根据公式
传播速度发生变化,所以根据公式
,该光射入玻璃砖后波长发生变化,故D正确。
本题难度:简单
5、选择题 水中的空气泡、玻璃中的空气泡,看上去比较亮,对这一现象表述正确的是:?
A.空气泡对光线有会聚作用
B.空气泡对光线有发散作用
C.从空气泡到达水或玻璃与气泡分界面处的光一部分发生全反射形成的
D.从水中或玻璃中射到空气泡界面处的光一部分发生全反射形成的
参考答案:D
本题解析:当光从水中或玻璃中射到空气泡的界面处时,一部分光的入射角大于或等于临界角,发生了全反射现象,所以水中的空气泡和玻璃中的空气泡看起来比较亮
本题难度:简单