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1、课时训练 13全反射 1.如下各图画的是光由空气进入全反射(等腰直角 )玻璃棱镜 ,再由棱镜射入空气中的光路图。其中正 确的光路图是() 答案 :A 解析 :光由空气进入玻璃,入射角为0 时,折射光线不改变方向,光由玻璃射向棱镜的斜边玻璃与空气 界面时 ,发生全反射现象,光线在直角边射出时不改变方向。 2.如图 ,一个三棱镜的截面为等腰直角ABC, A 为直角。 此截面所在平面内的光线沿平行于BC 边 的方向射到AB 边,进入棱镜后直接射到AC 边上 ,并刚好能发生全反射。则该棱镜材料的折射率为 () A.B. C.D. 答案 :A 解析 :如图所示 ,根据折射率定义有,sin1=nsin2,
2、nsin3=1,已知 1= 45 ,2+ 3=90 ,解得 n= 。 3.如图所示 ,ABCD 是两面平行的透明玻璃砖,AB 面和 CD 面平行 ,它们分别是玻璃和空气的界面,设 为界面和界面,光线从界面射入玻璃砖,再从界面射出,回到空气中 ,如果改变光到达界面 时的入射角 ,则 () A.只要入射角足够大,光线在界面上可能发生全反射现象 B.只要入射角足够大,光线在界面上可能发生全反射现象 C.不管入射角多大,光线在界面上都不可能发生全反射现象 D.不管入射角多大,光线在界面上都不可能发生全反射现象 答案 :CD 解析 :在界面 ,光线由光疏介质进入光密介质,不可能发生全反射,据光路可逆知,
3、从界面出射的光线 出射角与从界面入射的光线入射角相同,所以在界面也不可能发生全反射。 4.光纤电缆是20 世纪最重要的发明之一。发明光纤电缆的就是被誉为“ 光纤之父 ” 的华人科学家高 锟。2008 年奥运会上 ,光纤通信网覆盖所有的奥运场馆,为各项比赛提供安全、可靠的通信服务,光纤 通信是利用光的全反射将大量信息高速传输。若采用的光导纤维是由内芯和包层两层介质组成,下 列说法正确的是() A.内芯和包层折射率相同,折射率都大 B.内芯和包层折射率相同,折射率都小 C.内芯和包层折射率不同,包层折射率较大 D.内芯和包层折射率不同,包层折射率较小 答案 :D 解析 :由全反射的原理,光必须从折
4、射率大的射向折射率小的介质中才能发生全反射,所以是包层的 折射率小 ,故选项 D 正确。 5.如图所示 ,有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点,并偏折到F 点,已知入射 方向与边AB 的夹角为 =30 ,E、 F 分别为边AB 、BC 的中点 ,则() A.该棱镜的折射率为 B.光在 F 点发生全反射 C.光从空气进入棱镜,波长变小 D.从 F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行 答案 :AC 解析 :在 E点作出法线可知入射角为60 ,折射角为 30 ,折射率为 ,A 对;由光路的可逆性可知,在 BC 边 上的入射角小于临界角,不会发生全反射,B 错;由公式 介=,可
5、知 C 对;三棱镜两次折射使得光线都向 底边偏折 ,不会与入射到E 点的光束平行,故 D 错。 6.已知介质对某单色光的临界角为C,则() A.该介质对这种单色光的折射率等于 B.此单色光在该介质中的传播速度等于c sin C(c 是光在真空中的传播速度) C.此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sin C D.此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍 答案 :ABC 解析 :由临界角的计算式sin C=得 n=,选项 A 正确 ;将 n=代入 sin C=得 sin C=,故 v=c sin C,选项 B 正确 ; 设该单色光的频率为f,在真空中的波长为 0,在介质中的波长为 ,由波长
6、、频率、光速的关系得 c=0f,v= f,故 sin C=, =0sin C,选项 C 正确 ;该单色光由真空传入介质时,频率不发生变化,选项 D 错 误。 7.如图所示 ,直角玻璃棱镜中A=70 ,入射光线垂直于AC 面,求光线从棱镜第一次射入空气时的折 射角 ,并作光路图。已知玻璃的折射率为。 答案 :第一次射入空气时的折射角为45 ,光路图见解析图。 解析 :光从玻璃射入空气的临界角为45 。作光路图如图所示。 第一次射到AB 面上时 ,入射角 1=70 ,发生全反射 ;再射到 BC 面上 ,这时入射角 2=50 ,大于临 界角 ,发生全反射 ;再射到 AB 面上时 ,入射角 3=30
7、,发生折射 ,根据 ,可知折射角 4= 45 。 8.一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线 只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最 小值。 答案 : 解析 :如图 ,考虑从玻璃立方体中心O 点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射。 根据折射定律有 nsin =sin 式中 ,n 是玻璃的折射率,入射角等于 , 是折射角。 现假设 A 点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点。由题意,在 A 点刚好发生全反射, 故 A= 设线段 OA 在立方体上表面的投影长为RA,由几何关系有 sinA= 式中 a 为玻璃立方体的边长。由式得 RA= 由题给数据得 RA= 由题意 ,上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆。所求的镀膜面积S与玻璃立 方体的表面积S之比为 由式得