(2008?江蘇模擬)如圖所示,玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三個直角三棱鏡組成.一束頻率為5.3×1014Hz的單色細光束從AD面入射,在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示,ab與AD面的夾角α=60°.己知光在真空中的速度c=3×108m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:
(1)這束入射光線的入射角多大?
(2)光在棱鏡中的波長是多大?(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(3)該束光線第一次從CD面出射時的折射角.(結(jié)果可用反三角函數(shù)表示)
分析:(1)已知折射率、光在AD面的折射角,根據(jù)折射定律求出入射角.
(2)光進入玻璃棱鏡時頻率不變.根據(jù)n=
c
v
求出光在玻璃棱鏡中的傳播速度,由波速公式求出光在棱鏡中的波長.
(3)由臨界角公式sinC=
1
n
求出臨界角C,分析光線在AB面上能否發(fā)生全反射,作出光路圖,由幾何知識求出光線在CD面上入射角,再求出該束光線第一次從CD面出射時的折射角.
解答:解:(1)設光在AD面的入射角、折射角分別為i、r,則由幾何知識得:r=30°
據(jù)n=
sini
sinr

得:sini=nsinr=1.5sin30°=0.75
則得:i=arcsin0.75
(2)根據(jù)n=
c
v

得:v=
c
n
=
108
1.5
m/s=2×108m/s

根據(jù)v=λf,得:λ=
v
f
=
2×108
5.3×1014
=3.77×10-7m
(3)光路如圖所示.由幾何知識得ab光線在AB面的入射角為45°.
設玻璃的臨界角為C,則有:sinC=
1
n
=
1
1.5
=0.67

∵sin 45°>0.67,∴C<45°.
因此光線ab在AB面會發(fā)生全反射.
光線在CD面的入射角r'=r=30°,根據(jù)n=
sini
sinr
,得光線CD面的出射光線與法線的夾角i'=i=arcsin0.75.
答:(1)這束入射光線的入射角arcsin0.75.
(2)光在棱鏡中的波長是3.77×10-7m.
(3)該束光線第一次從CD面出射時的折射角是arcsin0.75.
點評:本題中當光線從玻璃射向空氣時,要根據(jù)入射角與臨界角的關系,判斷能否發(fā)生全反射,而入射角可以根據(jù)幾何知識求出.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?江蘇模擬)如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場,三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c,以不同的速率對準圓心O沿著AO方向射入磁場,其運動軌跡如圖.若帶電粒子只受磁場力的作用,則下列說法正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?江蘇模擬)有條船在水中航行時所受阻力與其速度的大小成正比,現(xiàn)在船由靜止開始沿直線航行.若保持牽引力恒定,經(jīng)過時間t1,后速度為v1,加速度為a1,牽引力功率為P1,通過航程為s1,最終以2v速度勻速運動;若保持牽引力的功率恒定,經(jīng)過時間t2后速度為v,加速度為a2,牽引力功率為P2,通過航程為s2,最終也以2v速度勻速運動.則下列關系式正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?江蘇模擬)如圖所示,可視為質(zhì)點的物塊A放在物體B上,A、B之間有摩擦,水平地面光滑.現(xiàn)將物塊A從物體B的頂端由靜止釋放,在滑到物體B的底端前,下列說法正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?江蘇模擬)如圖所示,用一根長為L的細繩一端固定在O點,另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A,為使細繩與豎直方向夾30°角且繃緊,小球A處于靜止,則需對小球施加的最小力等于( 。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案