第35讲 光的反射、折射.doc

第35讲 光的反射、折射例1 如图所示，是一水平放置的点亮的功率为的日光灯管，是一藤椅的竖直靠背，横的藤条与日光灯管平行，竖的与日光灯管垂直。横竖藤条间都是透空方格。是与藤椅背平行放置的很大的白屏。现将白屏从紧贴椅背的地方慢慢向远处（图中右方）平移，在屏上会陆续看到什么图像？例2 如图所示，平面镜与墙壁平行而且相距为。一束光线垂直射入镜面，当平面镜绕中心轴以角速度匀速转过时，求此时光斑在墙上转动的瞬时速度？例3 如图所示，两平面镜和的镜面分别与图中的纸面垂直，两镜面的交线过图中的点，两镜面间夹角为，今自镜面上的点处沿与镜面夹角的方向在纸面内射出一条光线，此光线在两镜面间经多次反射后而不再与镜面相遇。设两镜面均足够大，试求：（1）上述光线的多次反射中，最后一次反射是发生在哪块镜面上？（2）光线自点出发至发生最后一次反射，共经历多长的时间？例4 如图所示，光线以入射角入射到两面平行的透明板表面。试证明：出射光束相对入射光束的位移距离（侧向位移）由下列关系式给出。例5 光导纤维是利用全反射传导光信号的装置。如图所示为一光导纤维，为其端面，纤维内芯材料的折射率，外层材料的折射率，在如图所示的情况下，试求入射角在什么范围内的光线都可在此纤维内传递？例6 设有一块透明光学材料，由折射率略有不同的许多相互平行、厚度为的薄层密接构成，如图表示与各薄层垂直的一个截面，为此材料的端面，与薄层界面垂直，表示截面的中心线。各薄层的折射率的数值为，其中，。今有一光线以入射角射向点。求此光线在材料内能够到达的离最远的距离？例7 声音沿空气中传播，由于空气温度不同，结果沿着半径为的圆弧，从地传到相距的地，如图所示。若已知水平线的气温为，声速为，声速随温度的变化为，已知这一地区上空的温度在同一高度是相同的，声波的折射规律与光波相同。试求出“声道”最高点的气温及气温随高度变化的规律？例8 某行星上大气的折射率随着离行星表面的高度按照规律而减小。行星的半径为，行星表面某一高度处有光波道，它始终在恒定高度，光线沿光波道环绕行星传播。试求高度？例9 一物点放在表面平行的玻璃板后处，观察者通过玻璃板观察，且视线垂直于玻璃表面。设玻璃板的厚度，玻璃的折射率。求物点的像到玻璃板前表面间的距离是多少？例10 有一只厚底玻璃缸，底厚，内盛深的水，如图所示。已知玻璃和水的折射率分别为和，如果竖直向下看，看到缸底下表面离水面的距离是多少？例11 如图所示，某三棱镜横截面为直角三角形，棱镜材料折射率为，面涂黑，入射于面上的光线与平行，经、折射后射出。问：（1）出射光线的偏折角为多少？（2）为使光线不能从面射出，棱镜的折射率的至少为多少？（3）如果射向面的光线方向可以改变，为使折射光线都不能从面射出，棱镜的折射率应当满足什么条件？