分析 ①當(dāng)光線從空氣垂直射入半圓玻璃磚,光線不發(fā)生改變,當(dāng)入射角小于臨界角時(shí),光線才能再?gòu)牟AТu射出,所以平行白光中的折射率不同,導(dǎo)致臨界角不同,因此偏折程度不同,從而確定圓形亮區(qū)的最外側(cè)的顏色;
②光線沿直線從O點(diǎn)穿過(guò)玻璃,方向不變.從A點(diǎn)射出玻璃磚的光線方向向右偏折,射到屏幕S上圓形亮區(qū),作出光路圖,由光的折射定律結(jié)合數(shù)學(xué)幾何知識(shí)求出圓形亮區(qū)的最大半徑.
解答 解:①在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的最外側(cè)是紫色.
因?yàn)楫?dāng)平行光從玻璃中射向空氣時(shí),由于紫光的折射率的最大,臨界角最小,所以首先發(fā)生全反射,因此出射光線與屏幕的交點(diǎn)最遠(yuǎn).故圓形亮區(qū)的最外側(cè)是紫光.
②如圖所示,當(dāng)光在圖中A點(diǎn)沿切線方向射出玻璃時(shí),光線射在屏上最外側(cè)C點(diǎn),在光屏上形成一個(gè)以CD為半徑的圓形光斑.
設(shè)紫光臨界角為C,則圖中α=C
由全反射的知識(shí):sinC=1n,
得:sinα=1n
所以有:cosα=\sqrt{1-si{n}^{2}α}=\sqrt{1-\frac{1}{{n}^{2}}}
tanα=\frac{sinα}{cosα}=\frac{1}{\sqrt{{n}^{2}-1}}
由幾何知識(shí)可得:OB=\frac{R}{cosα}=\frac{nR}{\sqrt{{n}^{2}-1}}
BD=d-OB=d-\frac{nR}{\sqrt{{n}^{2}-1}}
CD=\frac{BD}{tanα}=\frac{\sqrt{{n}^{2}-1}d-nR}{\sqrt{{n}^{2}-1}}
CD即為圓形亮區(qū)的最大半徑.
答:①在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的最外側(cè)是紫色.
②圓形亮區(qū)的最大半徑為\frac{\sqrt{{n}^{2}-1}d-nR}{\sqrt{{n}^{2}-1}}.
點(diǎn)評(píng) 本題是幾何光學(xué)問(wèn)題,關(guān)鍵是作出光路圖,理解形成圓形光斑的原因,要掌握全反射的條件,根據(jù)幾何知識(shí)解題.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 150% | B. | 100% | C. | 60% | D. | 50% |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | k\frac{q}{{L}^{2}} | B. | k\frac{3q}{2{L}^{2}} | C. | k\frac{3q}{{L}^{2}} | D. | k\frac{5q}{{L}^{2}} |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 線框中的感應(yīng)電流方向是先逆時(shí)針?lè)较�,后順時(shí)針?lè)较?/td> | |
B. | 線框中的感應(yīng)電流方向是先順時(shí)針?lè)较颍竽鏁r(shí)針?lè)较?/td> | |
C. | 線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中所受安培力方向向左 | |
D. | 線框離開磁場(chǎng)過(guò)程中所受安培力方向向右 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 此粒子可能受到靜電吸引力的作用 | |
B. | b點(diǎn)的電勢(shì)一定大于在a點(diǎn)的電勢(shì) | |
C. | 粒子在a點(diǎn)和c點(diǎn)的速度一定相同 | |
D. | 粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在a點(diǎn)的電勢(shì)能 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 小球?qū)绍壍赖膲毫Σ煌?/td> | B. | 小球?qū)绍壍赖膲毫ο嗤?/td> | ||
C. | 小球的機(jī)械能不相等 | D. | 小球的機(jī)械能相等 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 副線圈中交流電頻率為\frac{ω}{2π} | B. | 電機(jī)兩端的電壓有效值為\frac{{U}_{m}}{n} | ||
C. | 通過(guò)電機(jī)的電流有效值為\frac{{U}_{m}}{\sqrt{2}nr} | D. | 電機(jī)的輸出功率為\frac{{{U}_{m}}^{2}}{2{n}^{2}r} |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)出萬(wàn)有引力常量G | |
B. | 牛頓應(yīng)用“理想斜面實(shí)驗(yàn)”推翻了亞里士多德的“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”觀點(diǎn) | |
C. | 哥白尼創(chuàng)立地心說(shuō) | |
D. | 亞里士多德認(rèn)為兩個(gè)從同一高度自由落下的物體,重物體與輕物體下落一樣快 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 1m/s | B. | 5m/s | C. | 3m/s | D. | 14m/s |
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