高中物理 專題17 幾何光學(xué).doc

光學(xué)計(jì)算題例1、 如圖示是兩個(gè)同種玻璃制成的棱鏡,頂角1略大于2 ,兩束單色光a和b分別垂直射于三棱鏡后,出射光線與第二界面的夾角 1= 2 , 則 ( ad )a. a光束的頻率比b光束的小.b.在棱鏡中a 光束的波長比b 光束的短.c.在棱鏡中b 光束的傳播速度比a 光束的大.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.解: n = cos /sin 1 2 n1 n2 頻率1 2 sinc=1/n c 1c2 ba211 ba212例2；91年高考. 一束光從空氣射向折射率n=的某種玻璃的表面,如圖所示. i 代表入射角,則（ bcd ） (a) 當(dāng)i 45時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象 (b) 無論入射角i 是多大,折射角r 都不會(huì)超過45 (c) 欲使折射角r=30,應(yīng)以i =45的角度入射(d)當(dāng)入射角i =arctg時(shí)，反射光線跟折射光線恰好互相垂直i空氣玻璃no例3、如圖示，一塊用折射率 n=2 的透明材料制成的柱體，其截面為1/4圓，圓半徑oa=6cm，當(dāng)一束平行光垂直照射oa面時(shí)，請(qǐng)作出圖中代表性光線2、3通過該透明材料的光路圖（忽略二次反射光線），并計(jì)算ab弧面上被照亮的弧長為多少？ 解： sin c=1/n=0.5 c=30 30 45 全反射如圖示 對(duì)光線2：sin =2/3=0.667 對(duì)光線3：sin =1/3 0.5 30 不會(huì)全反射如圖示 若射到弧面上的光線剛能全反射則ba弧面被照亮 ba =2r /12 = 3.14cmed3142obabacfoc例4； 如圖為一個(gè)半圓形玻璃磚的截面圖,o為圓心, mmab, 一束單色光沿no方向射入,折射光線為on ,on與om的夾角為30, on 與om的夾角為 45 ,半圓形玻璃磚的半徑r=3.0m, c=3.0108 m/s,求當(dāng)該單色光束沿與om夾角為60 的po方向射入時(shí),光在該玻璃磚中傳播的時(shí)間. 解:臨界角c=45 pom45 p45b30pnnmma60 o發(fā)生全反射,沿op方向射出學(xué)生練習(xí)1：03年江蘇高考8如圖，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，細(xì)的單色光束從空氣射向柱體的o點(diǎn)（半圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率為，入射角為45（相應(yīng)的折射角為24），現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過o點(diǎn)垂直于圖面的軸線順時(shí)針轉(zhuǎn)過15，如圖中虛線所示，則（ b c ）a光束1轉(zhuǎn)過15 b光束1轉(zhuǎn)過30c光束2轉(zhuǎn)過的角度小于1545入射光15o1d光束2轉(zhuǎn)過的角度大于1522、 如圖示：光從a點(diǎn)射入圓形玻璃，并從b點(diǎn)射出，若射出玻璃與射入玻璃的光線夾角為30,ab弧所對(duì)的圓心角為120,下列說法正確的是：( c )a. 在a點(diǎn)的入射角為30b. 在b點(diǎn)的入射角為45c. 玻璃的折射率為d. 玻璃的折射率為解：光路圖作，由于對(duì)稱性，1=60 2=15 i =45 i4=r =3= 1/2 1=30oab =30 aob=1201 23ir4c3：如圖，a和b 都是厚度均勻的平玻璃板，它們之間的夾角為，一細(xì)光束以入射角從p點(diǎn)射入， ，已知此光束由紅光和藍(lán)光組成，則當(dāng)光束透過b板后，（ d ）a傳播方向相對(duì)于入射光方向向左偏轉(zhuǎn)角b傳播方向相對(duì)于入射光方向向右偏轉(zhuǎn)角ab左右pc紅光在藍(lán)光的左邊d紅光在藍(lán)光的右邊二計(jì)算題 4： 光屏mn 和遮光板pq彼此平行地豎直放置，它們相距10cm，遮光板pq上有一直徑為1cm 的圓形透光孔ab，位于遮光板左側(cè)20cm 處有一點(diǎn)光源s，如圖示，在點(diǎn)光源s下方水平放置一塊平面鏡使點(diǎn)光源發(fā)出的光通過圓孔ab后在光屏mn上形成兩個(gè)光斑，兩個(gè)光斑外邊緣上下距離為5.5cm，作圖計(jì)算平面鏡距點(diǎn)光源的豎直距離。解：作光路圖，由相似關(guān)系ab=a1b1=1.5cm a1b=5.5cm bb1 =4cm bb1b ss1b ss1 / bb1 = ss 1/aa=2smnpqababhs1ss1hpabqma11abnb11 ss1 =8cm h=1/2ss1 =4cmaoaaab455: 如圖示，一束平行光照射在半徑為r的半圓柱形玻璃磚的圓柱面上，光線a是與一條半徑重合的光線，該光線照射到圓心o點(diǎn)與直徑ab夾角為45，且剛好發(fā)生全反射請(qǐng)作圖并確定出光線能從ab面射出的范圍 aoab答案；6:如圖示，一不透明的圓柱形容器內(nèi)裝滿折射率n =的透明液體，容器底部正中央o點(diǎn)處有一點(diǎn)光源s，平面鏡mn與底面成45角放置，若容器高為2dm，底面半徑為（1+ ）dm，om=1dm，在容器中央正上方1dm 處水平水平放置一足夠長的刻度尺，求光源s 發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后，照射到刻度尺上