分析 由于三棱鏡對各色光的折射率不同,導致色散的形成.根據(jù)幾何關系求出兩種色光在O點的入射角和折射角,由折射定律求出折射率,再由sinC=$\frac{1}{n}$求出臨界角.結合全反射條件和幾何關系求解.
解答 解:設水對射到a點的光線折射率為n1,全反射臨界角為C1.水對射到b點的光線折射率為n2,全反射臨界角為C2.光路圖如圖.
由幾何關系可得:
tanα=$\frac{PO}{AP}$=$\frac{1}{\sqrt{3}}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$,得 α=30°
tanβ1=$\frac{OM}{Ma}$=$\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}}$=1,得 β1=45°
tanβ2=$\frac{OM}{Mb}$=$\frac{\sqrt{3}}{1}$=$\sqrt{3}$,得 β2=60°
由折射定律得:n1=$\frac{sin{β}_{1}}{sinα}$=$\sqrt{2}$,n2=$\frac{sin{β}_{2}}{sinα}$=$\sqrt{3}$
由sinC=$\frac{1}{n}$得:sinC1=$\frac{\sqrt{2}}{2}$,C1=45°;sinC2=$\frac{\sqrt{3}}{3}$,cosC2=$\sqrt{1-si{n}^{2}{C}_{2}}$=$\frac{\sqrt{6}}{3}$
當從A點發(fā)出的白光射到PM上的入射點O向右移動時,折射率為n2的光線先發(fā)生全反射,O點向右移動的距離為
S1=APtanC2-PO=AP$\frac{sin{C}_{2}}{cos{C}_{2}}$-PO=$\sqrt{3}$×$\frac{\frac{\sqrt{3}}{3}}{\frac{\sqrt{6}}{3}}$-1=$\frac{\sqrt{6}-1}{2}$m
當從A點發(fā)出的白光射到PM上的入射點O向右移動時,折射率為n1的光線先發(fā)生全反射,O點向右移動的距離為
S2=APtanC1-PO=AP-PO=($\sqrt{3}$-1)m
即移動($\sqrt{3}$-1)m時器壁上的色光全部消失.
答:從A點發(fā)出的白光射到PM上的入射點O向右移動$\frac{\sqrt{6}-1}{2}$m時開始有色光消失,移動($\sqrt{3}$-1)m時器壁上的色光全部消失.
點評 本題是光的色散現(xiàn)象,可以用紅光與紫光類比,根據(jù)紫光的折射率最大,紅光的折射率最小進行類比分析,就比較容易理解了.
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 在t=1s時,滑塊的加速度為零 | |
B. | 在4~6s時間內(nèi),滑塊的平均速度為3 m/s | |
C. | 在3~7s時間內(nèi),合力做功的平均功率為2 W | |
D. | 在5~6s時間內(nèi),滑塊受到的合力大小為2 N |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 研究地球自轉時,地球可以看作質(zhì)點 | |
B. | 研究月球繞地球運行的時間時,可將月球視為質(zhì)點 | |
C. | 研究乒乓球的弧圈運動時,可將乒乓球視為質(zhì)點 | |
D. | 因原子核很小,所以在研究原子核結構時,可把原子核看作質(zhì)點 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 一群原處于n=4能級的氫原子回到n=1的狀態(tài)過程中,最多放出6種頻率不同的光子 | |
B. | 一群原處于n=4能級的氫原子回到n=1的狀態(tài)過程中,最多放出3種頻率不同的光子 | |
C. | 一個原處于n=4能級的氫原子回到n=1的狀態(tài)過程中,最多放出6種頻率不同的光子 | |
D. | 一個原處于n=4能級的氫原子回到n=1的狀態(tài)過程中,最多放出3種頻率不同的光子 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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