如图所示,一束截面为圆形(半径R)的平行白光垂直射向一玻璃半球的平面,经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区.已知玻璃半球的半径为R,屏幕S至球心的距离为D(D
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如图所示,一束截面为圆形(半径R)的平行白光垂直射向一玻璃半球的平面,经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区.已知玻璃半球的半径为R,屏幕S至球心的距离为D(D
题型:不详
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来源:
如图所示,一束截面为圆形(半径R)的平行白光垂直射向一玻璃半球的平面,经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区.已知玻璃半球的半径为R,屏幕S至球心的距离为D(D>4R),不考虑光的干涉和衍射,试问:
(1)在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色?
(2)若玻璃半球对(1)中最外侧色光的折射率为n,请你求出圆形亮区的最大半径.
答案
(1)紫色.当平行光从玻璃中射向空气时,由于紫光的折射率的最大,则临界角最小,所以首先发生全反射,因此出射光线与屏幕的交点最远.故圆形亮区的最外侧紫光.
(2)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,
由全反射的知识得:
sinC=
1
n
,
又:
AB=RsinC=
R
n
,
OB=RcosC=R
n
2
-1
n
,
BF=AB•tanC=
R
n
n
2
-1
,GF=D-(OB+BF)=D-
nR
n
2
-1
,
GE
AB
=
GF
FB
所以有
r=GE=
GF
FB
•AB=D•
n
2
-1
-nR
.
答:(1)在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是紫光;
(2)若玻璃半球对(1)中最外侧色光的折射率为n,圆形亮区的最大半径为
D•
n
2
-1
-nR
.
举一反三
如图所示,玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成.一束频率为5.3×10
14
Hz的单色细光束从AD面入射,在棱镜中的折射光线如图中ab所示,ab与AD面的夹角α=60°.己知光在真空中的速度c=3×10
8
m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:
(1)这束入射光线的入射角多大?
(2)光在棱镜中的波长是多大?(结果保留三位有效数字)
(3)该束光线第一次从CD面出射时的折射角.(结果可用反三角函数表示)
题型:江苏模拟
难度:
|
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我们周围的一切物体都在向外辐射电磁波、这种辐射与物体的温度有关,物理学家通过实验研究黑体的辐射,得到了如图所示的辐射强度--波长的关系图象,你通过分析该图得到的正确结论是:______.
题型:不详
难度:
|
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气象卫星向地面发送的云图,是由卫星上的红外线感应器接收云层发出的红外线而形成的图象,云图上的黑白程度由云层的温度高低决定,这是利用了红外线的( )
A.化学作用
B.热作用
C.穿透性
D.衍射性
题型:奉贤区二模
难度:
|
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如图所示,一条红色光线和另一条紫色光线,以不同的角度沿半径方向射入同一块半圆形玻璃砖,其透射光线都是沿OC方向射出.下列说法中正确的是( )
A.AO是红光,它穿过玻璃砖所需时间较长
B.BO是红光,玻璃砖对它的折射率较小
C.AO是紫光,它穿过玻璃砖所需时间较长
D.BO是紫光,它穿过玻璃砖所需时间较短
题型:不详
难度:
|
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如图所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,∠A=30°.它对红光的折射率为n
1
.对紫光的折射率为n
2
.在距AC边为d处有一与AC平行的光屏.现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜.
(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?
(2)为了使红光能从AC面射出棱镜,n
1
应满足什么条件?
(3)若两种光都能从AC面射出,求在光屏MN上两光点间的距离.
题型:娄底模拟
难度:
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