1.(2011年泉州模拟)一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°.如图12-1-13四个光路图中正确的是( )
图12-1-13
解析:选A.设临界角为C,则sinC=1n=0.67,
sin45°=22=0.707>0.67,入射角45°大于临界角C,发生全反射,故正确选项为A.
图12-1-14
2.自行车上的红色尾灯不仅是装饰品,也是夜间骑车的安全指示灯,它能把来自后面的光照反射回去.某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜(折射率n>2)组成,棱镜的横截面如图12-1-14所示.一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜,先后经过AC边和CB边反射后,从AB边的O′点射出,则出射光线是( )
A.平行于AC边的光线①
B.平行于入射光线的光线②
C.平行于CB边的光线③
D.平行于AB边的光线④
解析:选B.因为折射率n>2,该棱镜为全反射棱镜,入射光线在AC面和CB面经过两次全发射,方向改变180°,出射光线为②.
图12-1-15
3.(2010年高考重庆卷)如图12-1-15所示,空气中有一折射率为2的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB.一束平行光平行于横截面,以45°入射角照射到OA上,OB不透光.若只考虑首次入射到圆弧 上的光,则 上有光透出部分的弧长为( )
A.16πR B.14πR
C.13πR D.512πR
解析:选B.由sinC=1n 可知光在玻璃柱中发生全反射的临界角C=45°.根据折射定律可知所有光线从AO进入玻璃柱后的折射角均为30°,从O点入射后的折射光线将沿半径从C点射出.假设从E点入射的光线经折射后到达D点时刚好发生全反射,则∠ODE=45°.如图所示,由几何关系可知θ=45°,故弧长 =14πR,故B正确.
图12-1-16
4.如图12-1-16所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下列说法正确的是( )
A.红光的偏折最大,紫光的偏折最小
B.红光的偏折最小,紫光的偏折最大
C.玻璃对红光的折射率比紫光大
D.在玻璃中紫光的传播速度比红光大
解析:选B.白光通过玻璃棱镜发生色散,是由于各种色光在玻璃中的折射率不同,对红光和紫光来说,玻璃对紫光的折射率大,紫光在玻璃中的偏折大,在玻璃中的传播速度小.
5.(2011年山东济南模拟)如图12-1-17所示,置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体.容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm 长的线光源.靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板,另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜,用来观察线光源.开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分.将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时,通过望远镜刚好可以看到线光源底端.再将线光源沿同一方向移动8.0 cm,刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率n.
图12-1-17
解析:如图,若线光源底端在A点时,望远镜内刚好可看到线光源的底端,则有:∠AOO′=α,其中α为此液体到空气的全反射临界角,由折射定律得:sinα=1n,同理,线光源顶端在B1点时,望远镜内刚好可看到线光源的顶端,则∠B1OO′=α
由图中几何关系得:
sinα=ABAB1
解得:1n=ABAB2+BB21
由题给的条件可知AB=8.0 cm,BB1=6.0 cm.
代入上式得n=1.25.
答案:1.25