幾何光學例題

精品資源高三物理復習 :《光的折射》光學元件一：二面平行的玻璃磚：一、所謂二面平行的玻璃磚一般是指入射面和出射面平行的棱柱。二、如圖，當光線從上表面入射，從下表面出射時，其特點是：⑴出射光線和入射光線平行，且在上下表面不會發(fā)生全反射；⑵對光線有偏折作用，出射光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān)；⑶一束白光在入射后就發(fā)生色散，順序從左向右為：紫紅，且出射時仍平行；⑷可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。例1、、一束復色可見光射到置于空氣中的平板玻璃上，穿過玻璃后從下表面射出，變?yōu)閍、b兩束平行單色光，如圖所示,對于兩束單色光來說A、玻璃對 a光的折射率較大B、a光在玻璃中傳播的速度較大C、b光每個光子的能量較大D、b光的波長較長例2、如圖，兩個同樣的玻璃直角三棱鏡 ABC，兩者的AC面是平行放置的， 在它們之間是均勻的末知透明介質(zhì)， 一單色細光束 0垂直AB面入射，在圖示的出射光線中A、1、2、3（彼此平行）中的任一條都有可能B、4、5、6（彼此平行）中的任一條都有可能C、7、8、9（彼此平行）中的任一條都有可能D、只可能是4、6中的一條例3、在折射率為n，厚度為d的玻璃平板上方的空氣中有一點光源S，從S發(fā)出的光線SA以角度θ入射到玻璃板上表面，經(jīng)過玻璃板后，從下表面射出，如圖所示，若沿此光線傳播的光從光源到玻璃上表面的傳播時間與在玻璃中的傳播時間相等，點光源S到玻璃上表面的垂直距離應(yīng)是多少？例4、如圖所示，用透明材料做成一長方體形的光學器材，要求從上表面射入的光線可能從右側(cè)面射出，那么所選的材料的折射率應(yīng)滿足A.折射率必須大于2B.折射率必須小于2θ1C.折射率可取大于1的任意值D.無論折射率是多大都不可能θ2歡迎下載精品資源例5、在“測定玻璃的折射率”實驗中，已畫好玻璃磚界面兩直線 ab與cd后，不小心誤將玻璃磚向上稍平移了一點，如下圖左所示，若其它操作正確，則測得的折射率將 ：A.變大 B.變小 C.不變 D.變大、變小均有可能abc d例6、如上圖右所示，某同學在做測定玻璃折射率的實驗，將玻璃磚沿一邊界線放在白紙上，然后用筆直接貼著玻璃磚畫出了另一界面，由于筆頭較粗，使得畫出的界面向外出現(xiàn)了一小段距離，如圖所示，之后他沒有移動玻璃磚，直接插針做完了實驗，他實驗測得的折射率將：A.變大 B. 變小 C. 不變 D. 變大、變小均有可能光學元件二：三棱鏡一、橫截面為三角形的三棱柱透明體，通常簡稱為棱鏡。二、三棱鏡對光線的作用：、改變光的傳播方向2、使光發(fā)生色散三、各色光在同一種介質(zhì)中的折射率：色光 紅------- 紫折射率頻率波速波長四、畫出光路圖：一束單色光入射到三棱鏡： 一束白光入射到三棱鏡： （說明光屏光譜順序）例1、如圖所示，是兩個同種玻璃制成的棱鏡，頂角 α1略大于α2，兩束單色光 A和B分別垂直入射于三棱鏡后，出射光線與第二界面的夾角 β1=β2，則A.A光束的頻率比 B光束高B.在棱鏡中 A光束的波長比 B光束的短C.在棱鏡中 B光束的速度比 A光束的大歡迎下載精品資源D.把兩束光由水中射向空氣，產(chǎn)生全反射，A光的臨界角比B的臨界角大例2、如圖為一個全反射棱鏡，它的主截面為等腰直角三角形，一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上發(fā)生全反射，若光線入射點O的位置保持不變，改變光線的入射方向（不考慮bc面反射的光線）則正確的是：A、使入射光線按圖中所示的順時針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，如果有色c光射出ab面，則紅光將首先射出B、使入射光線按圖中所示的順時針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，如果有色光射出ab面，則紫光將首先射出C、使入射光線按圖中所示的逆時針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，如果有色ab光射出ab面，則紅光將首先射出D、使入射光線按圖中所示的逆時針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，如果有色光射出ab面，則紫光將首先射出例3、一波長為6．5*10-7m的紅光，從空氣中垂直AB面射入截面為直角三角形的玻璃三棱鏡中，然后從AC面射出，三棱鏡的頂角為300。從三棱鏡出射的光線的偏向角為150，試求玻璃對紅光的折射率，紅光在玻璃中的傳播速率和波長。例4、如圖所示，一個三棱鏡的橫截面是直角三角，且∠A=30°,棱鏡材料的折射率為2,把此棱鏡放在真空中，有單色平行光斜射向AC面，其中一部分光經(jīng)過棱鏡后垂直于BC面射出。(1)在圖中畫出一條這樣的入射光線的光路圖，并在圖上標出各入射角、折射角、反射角的大小。(2)求從BC面射出的光在AC面上的入射范圍。例5、橫截面是直角三角形ABC的三棱鏡對紅光的折射率為n1，對紫光的折射率為 n2，一束很細的白光由棱鏡的一個側(cè)面AB垂直射入，從另一個側(cè)面AC折射出來，己知棱鏡頂角A=300，AC邊平行于光屏MN，且與光屏的距離為L。請畫出白光通過棱鏡折射的光路圖。(出射光線只畫出兩條邊緣的光線并指明其顏色)求在光屏MN上得到的可見光譜的寬度d歡迎下載精品資源光學元件三：截面為圓面的元件一、元件對光線的特點： 1、折射的界面為光線入射點處的切面2 、與光線入射點對應(yīng)的半徑方向為法線方向，例1、一束白光從真空沿半徑方向射向半徑為 R的半圓形玻璃磚。如下圖所示，發(fā)現(xiàn)各種色光都可穿過玻璃磚從玻璃磚平面部射出，當使玻璃磚經(jīng)過 O點的垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動時，一些色光將不能從平面射出，下列說法正確的是：A、順時針轉(zhuǎn)動時，首先消失的是紫光B、逆時針轉(zhuǎn)動時，首先消失的是紫光C、順時針轉(zhuǎn)動時，首先消失的是紅光D、逆時針轉(zhuǎn)動時，首先消失的是紅光例2、一束平行單色光從真空射向半徑為 R的半球形玻璃磚，光線入射方向垂直于直徑所在的平面，如玻璃對此光的折射率為 2，則能從曲面射出玻璃磚的光線的范圍是：A、所有光線B、只有距球心為 R/2范圍內(nèi)的光線C、只有距球心為 R/2范圍以外的光線D、沒有能射出的光線例3、一束光線射到一個玻璃球上，如圖所示，該玻璃圓球的折射率3，光線的入射角是 600．求該束光線射入玻璃球后第一次從玻璃球射出的方向．例4、半徑為R的玻璃半圓柱體，橫截面如圖所示，圓心為O，兩條平行單色紅光沿截面射向圓柱面，方向與底面垂直．光線10的入射點A為圓柱面的頂點，光線2的入射點為B，AOB＝60，已知該玻璃對紅光的折射率n＝3．求兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點與O點的距離d．(2)若入射的是單色藍光，則距離將比上面求得的結(jié)果大還是小 ?例5、為了觀察門外情況，有人在門上開一小圓孔，將一塊圓柱形玻璃嵌入其中，圓柱體軸線與門面垂直。從圓柱底面中心看出去，可