【物理3-4模塊】

如圖所示,ABC是由折射率為2的某種透明物質(zhì)制成的直角三棱鏡截面(O為AB的中點(diǎn)),∠A=30°。一束光線在紙面內(nèi)從O點(diǎn)射入棱鏡,光線與AB面間的夾角為α。若不考慮光線在AB和BC面上的反射,則:

(1)若α=45°,請作出光路圖并標(biāo)明相應(yīng)角度;

(2)要使射入O點(diǎn)的光線能從AC面射出,夾角α的余弦值應(yīng)滿足什么條件?

(1)光線射向AB面的入射角i=45°,由折射定律

=,解得折射角r=30°

設(shè)該透明物質(zhì)的臨界角為C,則sinC=,解得C=45°,

所以光線射向AC面的入射角θ1=90°-r=60°>C,發(fā)生全反射。而θ21,故反射光線垂直于BC面從棱鏡射出,光路圖如圖。

(2)由幾何關(guān)系可知,射向AC面的光線恰好發(fā)生全反射的r=15°,設(shè)此時(shí)α=α1,則有,解得cosα1==0.366

當(dāng)90°≤α≤180°時(shí),射向AC的光線不會(huì)發(fā)生全反射

故要使射入O點(diǎn)的光線能從AC面射出,夾角α的余弦值應(yīng)滿足cosα<0.366。


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【物理3-4模塊】

如下圖所示,將一毫米刻度尺直立在裝滿某種透明液體的寬口瓶中,液面剛好與瓶口相平且與刻度尺5.00 cm刻度線對(duì)齊。某同學(xué)從液面右上方D點(diǎn)通過瓶口處的C點(diǎn)觀察液面,可同時(shí)看到液面下方的刻度及液面上方刻度在液體中的倒影,其中8.00 cm刻度線剛好與1.00 cm刻度線重合,已知刻度尺右邊緣與寬口瓶右瓶壁間的距離d=4.00 cm,則瓶內(nèi)液體的折射率n為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【物理3-4模塊】

如下圖所示,為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)的波形圖象。已知這列波在P點(diǎn)出現(xiàn)兩次波峰的最短時(shí)間間隔是0.4 s。

(1)這列波的波速為多少?

(2)圖示位置算起,再經(jīng)過多長時(shí)間質(zhì)點(diǎn)R才能第一次到達(dá)波峰?這段時(shí)間里R質(zhì)點(diǎn)通過的路程是多少?

(3)在圖中畫出Q質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰時(shí)的波形圖。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【物理3—4模塊】

如下圖所示,一束光線以60°的入射角射到一水平放置的平面鏡上,反射后在與平面鏡平行的光屏上留下一光點(diǎn)P,現(xiàn)將一塊上下兩面平行的透明體平放在平面鏡上,如下圖中虛線所示,則進(jìn)入透明體的光線經(jīng)平面鏡反射后再從透明體的上表面射出,打在光屏上的光點(diǎn)P′與原來相比向左平移了3.46 cm,已知透明體對(duì)光的折射率為3。

(1)作出放上透明體后的光路示意圖,標(biāo)出P′的位置。

(2)透明體的厚度為多少?

(3)光在透明體中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多長?

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科目:高中物理 來源: 題型:

B.【物理3—4模塊】

如圖所示,透明介質(zhì)球的半徑為R,光線DC平行直徑AB射到介質(zhì)球的C點(diǎn),DC與AB的距離H=0.8R。

(1)試證明:DC光線進(jìn)入介質(zhì)球后,第一次到達(dá)介質(zhì)球的界面時(shí),在界面上不會(huì)發(fā)生全反射。(要求說明理由)

(2)若DC光進(jìn)入介質(zhì)球后,第二次到達(dá)介質(zhì)球的界面時(shí),從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行,求介質(zhì)的折射率。( cosi=1-2sin2)

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