第2节 全反射 光导纤维 知识点题库

如图所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细束单色光由MN端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF上发生全反射,然后垂直PQ端面射出.(1)则该玻璃棒的折射率n=.(2)若将入射光向N端平移,当第一次射到弧面EF上时 (填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射.

如图所示,用折射率n= 的透明物质做成内外半径分别为a= m、b=5m的空心球,其内表面涂有能完全吸光的物质,不考虑光在介质内部传播时的反射.一平行光从左向右射向此球,光在真空的传播速度c=3×108m/s.求:

  1. (1) 光进入透明物质后的最大折射角θ;

  2. (2) 光在透明物质中的最长传播时间t.

如图表示光线从介质2射入介质1发生全反射的情景,下列说法正确的是(   )

A . 介质1的折射率大于介质2的折射率,临界角小于θ B . 介质1的折射率大于介质2的折射率,临界角大于θ C . 介质2的折射率大于介质1的折射率,临界角小于θ D . 介质2的折射率大于介质1的折射率,临界角大于θ
一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB=a,棱镜材料的折射率为n= .在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜,求其射出的点的位置(不考虑光线沿原来路线返回的情况).

如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则(   )

A . 小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B . 小球所发的光能从水面任何区域射出 C . 小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D . 小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大
下列四个图片均来自课本中的实验、仪器、实际应用,相应的现象、原理及应用的说法相一致的是()

A . 甲图“水流导光”的原理是光的全反射 B . 乙图“CT”是利用 射线能够穿透物质来检查人体内部器官 C . 丙图“灯泡发光”是学生电源中交流或直流通过变压器的互感现象 D . 丁图“环流器”是仪器利用磁场来约束参加反应的物质 等离子体
如图所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边BC长度为d,一束黄光以60°的入射角从AB侧面的中点D入射,折射后直接射到侧面AC,不考虑光在AC面的反射。已知三棱镜对黄光的折射率为 ,真空中的光速为c,则下列说法正确的是( )

A . 黄光进入AB面的折射角为45° B . 黄光通过棱镜的时间为 C . 红光沿相同方向自D点射入,在AC面上可能发生全反射 D . 白光沿相同方向自D点射入,在AC面右侧屏上出现彩色条纹是光的衍射
图示为一由直角三角形 和矩形 组成的玻璃砖截面图。 的中点, 。与 平行的细束单色光 点入射,折射后恰好到达 点。已知光在真空中速度大小为 。求:

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  1. (1) 玻璃的折射率
  2. (2) 光从射入玻璃砖到第一次射出所用的时间
为了夜间行车安全,很多公路的护栏上都安装有反光板,反光板是由实心透明材料做成的结构体,并不发光,如图所示为反光板的剖面图,由矩形和多个等腰直角三角形组成。当汽车灯光垂直矩形左侧照射时,光线经右侧边缘两次全反射后会沿着相反的方向返回。反光板的折射率至少应为(   )

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A . B . C . D .
如图甲为一透明装饰品示意图,当被光照射时,能够从正面反射出大量的光线,其截面图如图乙所示,虚线为其对称轴,∠AOB可以根据需要打磨成不同大小,现有细光束从图示位置垂直于MN射入饰品内。当 时,光线恰好不从AO中射出。

  1. (1) 求饰品材料的折射率;
  2. (2) 若 ,试判断光线第一次射到BO边时是否发生全发射,并说明理由。
夏天,海面上下层空气的温度比上层空气的温度低。可以设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的。景物发出的光线由于不断被折射,越来越偏离原来的方向、人们逆着光线看去就出现了蜃景。则下列说法正确的是(  )
A . 蜃景是景物由于海平面对光的反射所成的像 B . 海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率大 C . 海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时发生折射而产生的 D . 海面上的蜃景,成正立的像,位置在实物的上方
如图,潜水员在水深为h的地方向水面张望,发现自己头顶上有一圆形亮斑,如果水的临界角为C,则此圆形亮斑的直径是 (  )

A . 2h tan C B . 2h sin C C . 2h cos C D . 2h
潜水员在水中仰望,由于光线在空气和水的界面发生全反射,他能看见河底的物体。如果水深为H,潜水员仰望时,眼睛到河底的距离为h,水的折射率为n,则潜水员仰望时能较清楚地看到的河底物体与潜水员的最短水平距离是多少?

在北方寒冷的冬天,有时会出现“多个太阳”的“幻日”奇观,这是空气中的水蒸气在极冷的大气里凝结成了小冰晶,太阳光通过小冰晶发生折射的缘故。如图所示为太阳光照射到六边形冰晶上发生折射的光路图,a、b是太阳光中的两种单色光,由此可以判断,冰晶对单色光a的折射率(填“大于”或“小于”)冰晶对单色光b的折射率,单色光a在冰晶中的传播速度比单色光b在冰晶中的传播速度(填“大”或“小”)。如果让太阳光从冰晶射向空气,逐渐增大入射角,则a、b两种单色光中,单色光(填“a”或“b”)更容易发生全反射。

如图所示,ABC为一透明材料制成的柱形光学元件的横截面,该种材料的折射率 , AC是一半径为R的圆弧,O为圆弧面圆心,ABCO构成正方形,在O处有一点光源,从点光源射入圆弧AC的光线,进入透明材料后首次射向AB或BC界面直接射出.下面的问题只研究进入透明材料后首次射向AB或BC界面的光线,已知AB面上的P点到A点的距离为 . 求:

  1. (1) 从P点射出的光线的折射角;
  2. (2) AB和BC截面上没有光线射出部分的总长度.
直角棱镜的折射率 , 其横截面如图所示,图中∠B=90°,∠A=30°。截面内一细光束从棱镜BC边上的D点射入,入射角θ=45°,经折射后射到AB边上。

①光线在AB边上是否会发生全反射?说明理由;

②不考虑多次反射,求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角。

下列说法正确的是(   )
A . 光学镜头增透膜利用了光的干涉现象,增透膜的厚度为入射光在膜中波长的 B . 白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的干涉现象 C . 红光由空气进入水中,波长变短、频率不变 D . 雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的 E . 在双缝干涉实验中只将入射光由绿光变为红光,条纹间距会变宽
如图所示,某种透明物质制成的直角三棱镜 , 其中 , 一束光线在纸面内垂直边射入棱镜,光线进入棱镜后射到边的E点,发现光线刚好不能从边射出。已知的长度为的长度为 , 光在真空中的传播速度为c,取。求:

  1. (1) 光线从边首次射出时折射角r的正弦值;
  2. (2) 光从射入棱镜到首次射出棱镜所用时间t。
       
  1. (1) 一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为10m/s。在传播方向上有P、Q两质点,坐标分别为xP = 1m,xQ = 6m。波传播到P点开始计时,该点的振动图像如图所示,则简谐波的波长为m,经过s,Q点第一次到达正向最大位移处。

  2. (2) 如图,一个半径为R的玻璃球,O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出,出射光线AB与球直径SC平行,θ = 30°。光在真空中的传播速度为c。求:

    (i)玻璃的折射率;

    (ii)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。

如图所示,一半径为R,球心为O的玻璃半球,A、B为半球的底面直径上的两端点。现有一光线从连线上距离O点当处垂直底面射入玻璃半球,光线恰好在玻璃球面发生全反射。光在真空中的传播速度为c,求:

  1. (1) 玻璃半球的折射率n;
  2. (2) 光在玻璃半球中的传播时间t。