高中物理专题17：几何光学doc高中物理

高中物理专题17：几何光学doc高中

物理

例1、 如图示是两个同种玻璃制成的棱镜,顶角α1略大于α2 ,两束单色光A和B分不垂直射于三棱镜后,出射光线与第二界面的夹角 β1= β2 , 那么 ( AD )

A. A光束的频率比B光束的小.

B.在棱镜中A 光束的波长比B 光束的短.

C.在棱镜中B 光束的传播速度比A 光束的大.

D.把两束光由水中射向空气, 产生全反射,A 光的临界角比B 的临界角大.

解: n = cos β /sin α ∵α1 ＞ α2 ∴ n1 ＜ n2

∴频率ν1＜ ν2 sinC=1/n ∴ C 1＞C2

A α1 A β1 α2 βββ2 例2；91年高考. 一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃的表面,

如下图. i 代表入射角,那么〔 BCD 〕 (A) 当i >45°时会发生全反射现象

(B)不管入射角i 是多大,折射角r 都可不能超过45° (C) 欲使折射角r=30,应以i =45°的角度入射

(D)当入射角i =arctg2时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直

N i n?2空O 玻例3、如图示，一块用折射率 n=2 的透亮材料制成的柱体，其截面为1/4圆，圆半径Oa=6cm，当一束平行光垂直照耀Oa面时，请作出图中代表性光线2、3通过该透亮材料的光路图〔忽略二次反射光线〕，并运算ab弧面上被照亮的弧长为多少？

解： sin C=1/n=0.5 C=30 30 °<α< 45 ° 全反射如图示 °对光线2：sin α=2/3=0.667 对光线3：sin β=1/3 < 0.5 β < 30 ° 可不能全反射如图示 假设射到弧面上的光线刚能全反射那么bA弧面被照亮

∴ bA =2π×r /12 = 3.14cm 2

e β C O O b b 3 4 1

d f C A a

例4； 如图为一个半圆形玻璃砖的截面图,O为圆心, MM′⊥AB, 一束单色光沿NO方向射入,折射光线为ON ′,ON与OM的夹角为30°, ON ′与OM′的夹角为 45 °,半圆形玻璃砖的半径R=3.0m, c=3.0×108 m/s,求当该单色光束沿与OM夹角为60 °的PO方向射入时,光在该玻璃砖中传播的时刻. 解:

n?sin45c?2?sin30v临界角C=45 °∠POM＞45 ° 发生全反射,沿OP′方向射出

l2Rn2?3?2??vc3?108?22?10?8st?M

N

P′ 30° 60P ° B A 45° N′ O M′

学生练习

1：03年江苏高考8

．如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点〔半圆的圆心〕，产生反射光束1和透射光束2，玻璃折射率为3，入射角为45°〔相应的折射角为24°〕，现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，那么〔 B C 〕 A．光束1转过15° B．光束1转过30°

C．光束2转过的角度小于15° D．光束2转过的角度大于15°

入射光

1 45° 15° O

2

2、 如图示：光从A点射入圆形玻璃，并从B点射出，假设射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30°,AB弧所对的圆心角为120°,以下讲法正确的选项是：( C ) A. 在A点的入射角为30° B. 在B点的入射角为45° C. 玻璃的折射率为2 D. 玻璃的折射率为3

解：光路图作，由于对称性，∠1=60 ° ∠2=15 ° ∠i =45 ∠4=∠r =∠3= 1/2 ∠1=30°

sinisin45??n???2sinγsin30?

i