幾何光學(xué)習(xí)題

1、第1頁共60頁◎第2頁共60頁1如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)，已知入射方向與邊AB的夾角為300，E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn)，則（）A該棱鏡的折射率為3B光在F點(diǎn)發(fā)生全反射C光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長(zhǎng)變小D從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行【答案】AC【解析】試題分析：在E點(diǎn)作出法線可知入射角為60，折射角為30，由，可得折射率為；故A正確；由光路的可逆性可知，在BC邊上60330s

2、innsin????3的入射角小于臨界角，不會(huì)發(fā)生全反射，B錯(cuò)；由公式可知，，故cvn?n??空氣介＝C正確；三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折，不會(huì)與入射到E點(diǎn)的光束平行，故D錯(cuò)誤；故選AC。考點(diǎn)：光的折射；全反射【名師點(diǎn)睛】光的直線傳播題目中?？嫉膬?nèi)容為折射定律；在解題時(shí)要特別注意光路圖的重要性，要習(xí)慣于利用幾何關(guān)系確定各角度。2下圖是一個(gè)14圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、H

3、H1平行于半徑ONON邊可吸收到達(dá)其上的所有光線已知該棱鏡的折射率n=53若平行光束垂直入射并覆蓋OM則光線（）A不能從圓孤NF1射出B只能從圓孤NG1射出C能從圓孤G1H1射出D能從圓孤H1M射出【答案】B【解析】試題分析：由臨界角公式得到135sinCn??設(shè)圓弧的半徑為R，，則由題可知，當(dāng)光線從G點(diǎn)入射到圓弧面G1點(diǎn)35RsinCR?時(shí)，恰好發(fā)生全反射當(dāng)入射點(diǎn)在G1的右側(cè)時(shí)，入射角大于臨界角，將發(fā)生全反射，光線將不能從圓弧射出當(dāng)入

4、射點(diǎn)在G1的左側(cè)時(shí)，入射角小于臨界角，不發(fā)生全反射，光線將從圓弧面射出所以光線只能從圓孤NG1射出故選B考點(diǎn)：光的折射；全反射【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)光的折射及全反射的考查；解題時(shí)要畫出規(guī)范的光路圖，要知道當(dāng)光從介質(zhì)射向界面時(shí)，要考慮光線在界面上是否發(fā)生全反射本題比較容易。3如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截圖ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)，已知入射方向與邊AB的夾角為θ=30，E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn)，則下列說法正確的是

5、第5頁共60頁◎第6頁共60頁【答案】①紅色與紫色的混合色②20.5cm【解析】試題分析：①設(shè)紅光和紫光的臨界角分別為C1、C2，231sin11??nC，?601?C同理224545CiC?????＜C1所以紫光在AB面發(fā)生全反射，而紅光在AB面一部分折射，一部分反射，由幾何關(guān)系可知，反射光線與AC垂直，所以在AM處產(chǎn)生的亮斑P1為紅色，在AN處產(chǎn)生的亮斑P2為紅色與紫色的混合色.OMNABCiP1P2r②畫出如圖光路圖，設(shè)折射角為r

6、，根據(jù)折射定律irnsinsin?求得36sin?r由幾何知識(shí)可得：1tanAPRr?，解得261?APcm由幾何知識(shí)可得2OAP?為等腰直角三角形，解得AP2=12cm所以)22(621??PPcm≈20.5cm考點(diǎn)：光的折射定律；全反射.6如圖所示，空氣中有一折射率為的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為90。半2徑為R的扇形NBC。該柱體厚度為h，即MN=DC=AB=h。一束剛好覆蓋ABNM面的單色光，以與該面成450角的方向照射到ABN

7、M面上。若只考慮首次入射到ABCD面上的光，則ABCD面上有光透出部分的面積為（）AB.C.D.6Rh?4Rh?3Rh?125Rh?【答案】B【解析】試題分析：根據(jù)折射定律有：，得，折射sinsininr=45052sinsinsin.irn===?角r=30，即光進(jìn)入玻璃后光線與豎直方向的夾角為30過N的光線垂直入射到BC界面上點(diǎn)D射出，D到B之間沒有光線射出；越接近A的光線入射到NB界面上時(shí)的入射角越大，發(fā)生全反射的可能性越大根據(jù)臨