高中物理光学折射、全反射的相关例题及解析如下:
【例题1】
问题:一束光从空气射入某种介质,发生反射和折射,入射光线与介质表面的夹角为30°,反射光线与折射光线恰好垂直于水面,画出光路图并求出折射角。
解答:
入射光线与介质表面的夹角为30°,即入射角为60°,根据光的反射定律画出反射光线。
反射光线与折射光线恰好垂直于水面,即折射光线与界面成60°角,根据折射定律画出折射光线。
根据几何关系求得折射角为30°。
【例题2】
问题:在光导纤维束内传送图象时,其内芯材料的折射率比外套材料的折射率大很多。请解释为什么用光导纤维束传送图象能减少衰减?
解答:
光在光导纤维束内传送时,光路图如图所示。由于光在各处的速度不同,所以从光纤的一端射入的光线在另一端出射时传播方向改变,从而发生光的全反射。由于内芯材料的折射率比外套材料的折射率大得多,所以光在内芯与外套的界面上发生全反射的临界角大,即光导纤维束对光线的全反射作用强。因此,用光导纤维束传送图象能减少衰减。
相关练习题:
1. 下列说法正确的是( )
A. 发生全反射时,反射光线和折射光线不是同一束光线
B. 光纤通信是利用了全反射的原理
C. 发生全反射时,入射角可以是任意的角
D. 只有从光密介质射向光疏介质,才能发生全反射
参考答案:B
解释:光纤通信是利用了全反射的原理,而发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质且入射角大于或等于临界角。因此,B正确。
以上就是高中物理光学中的折射、全反射的相关内容,希望对你有帮助。
例题:
问题:在光线通过一个由半圆形玻璃砖镜面时,光线的传播方向会发生怎样的变化?
解答:
光线通过半圆形玻璃砖镜面时,由于光在玻璃中的折射,入射角等于或大于临界角,使得光线发生全反射。因此,光线将向法线的内侧偏折,即向靠近圆心方向偏折。
相关例题:
在光线通过一个凹透镜和一个凸透镜时,光线分别会发生怎样的变化?
解答:
光线通过凹透镜时,光线会向远离透镜的方向偏折,即发生发散。而光线通过凸透镜时,光线会向靠近透镜的方向偏折,即发生会聚。因此,当两个透镜组合在一起时,光线可能会进一步发散或会聚。
高中物理光学部分的光学折射、全反射及相关例题和常见问题主要集中在以下几个方面:
1. 折射定律:如何理解和应用光的折射定律?
2. 全反射现象:理解全反射现象的条件和过程。
3. 薄膜干涉:理解薄膜干涉的原理和应用。
4. 折射率:理解折射率的概念及其在光学中的应用。
5. 光学仪器:了解各种光学仪器的原理和构造,如望远镜、显微镜等。
例题和常见问题示例:
1. 光线从水中射向空气,入射角为30度,折射角为多少度?
2. 当光线从光密介质射向光疏介质时,若入射角大于某一临界角,则将发生全反射,请问什么是全反射现象?
3. 为什么镜子在阳光下看起来很烫?这个现象可以用全反射来解释吗?
4. 为什么透明物体的颜色由通过它的色光决定?
5. 为什么有些眼镜在暗处看不清,而在阳光下却能看得清清楚楚?这和全反射有关吗?
6. 为什么有些玻璃在阳光下看起来很刺眼?这和光的折射有什么关系?
7. 什么是薄膜干涉?它有哪些应用?
8. 如何解释光的偏振现象?这与折射和反射有什么关系?
以上问题仅供参考,具体内容可能会根据具体的教材和教学进度有所不同。