亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        四類常見(jiàn)幾何光學(xué)問(wèn)題的求解方法

        2020-06-01 12:35:28廣東省汕頭市澄海蘇北中學(xué)
        關(guān)鍵詞:雙縫玻璃磚入射角

        ■廣東省汕頭市澄海蘇北中學(xué)

        光學(xué)相關(guān)知識(shí)是高考選考模板《選修3—4》中的一個(gè)??贾R(shí)點(diǎn),其中幾何光學(xué)是光學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。常見(jiàn)的幾何光學(xué)問(wèn)題包括光的反射、折射、全反射和雙縫干涉四類,求解這四類幾何光學(xué)關(guān)系問(wèn)題需要靈活運(yùn)用反射定律、折射定律、全反射的臨界角與介質(zhì)折射率的關(guān)系、雙縫干涉圖樣中相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距公式等物理規(guī)律和公式。下面舉例說(shuō)明。

        一、光的反射問(wèn)題

        解答光的反射問(wèn)題,需要在正確畫出光路圖的基礎(chǔ)上,利用反射定律和幾何關(guān)系列式求解。

        注意:光路具有可逆性,幾何關(guān)系在求解幾何光學(xué)問(wèn)題時(shí)具有極其重要的作用。

        例1激光液面控制儀的工作原理是:如圖1所示,固定的一束激光AO以入射角i照射到水平液面上,反射光OB射到水平放置的光屏上,光屏上的光電管將光訊號(hào)轉(zhuǎn)換為電訊號(hào),通過(guò)電訊號(hào)輸入控制系統(tǒng)控制液面的高度。若發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)B在光屏上向右移動(dòng)了Δs距離,射到B′點(diǎn),則液面的高度變化情況是( )。

        解析:作出激光AO兩次照射到水平液面上的反射光路圖,如圖2 所示。由幾何關(guān)系可知,液面下降,且OM=BB′=Δs,tani=,解得液面下降高度h=。

        答案:C

        二、光的折射問(wèn)題

        解答光的折射問(wèn)題,需要在正確畫出光路圖的基礎(chǔ)上,利用折射定律和幾何關(guān)系列式求解。

        注意:利用折射定律分析折射現(xiàn)象時(shí),若光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì),則入射角大于折射角;若光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì),則入射角小于折射角。

        例2平行的紅光和藍(lán)光從平板玻璃磚的上表面以入射角θ射入,穿過(guò)玻璃磚從下表面射出。已知該玻璃對(duì)紅光的折射率為1.5。設(shè)紅光與藍(lán)光穿過(guò)玻璃磚所用的時(shí)間分別為t1和t2,則在入射角θ從0逐漸增大至90°的過(guò)程中( )。

        A.t1始終小于t2

        B.t1始終大于t2

        C.t1先小于后大于t2

        D.t1先大于后小于t2

        解析:設(shè)玻璃磚的厚度為h,紅光第一次折射時(shí)的折射角為α,藍(lán)光第一次折射時(shí)的折射角為β,因?yàn)椴A?duì)紅光的折射率小于對(duì)藍(lán)光的折射率,所以α>β。作出紅光和藍(lán)光在玻璃磚中的光路如圖3所示。當(dāng)紅光穿過(guò)玻璃磚時(shí),由物理學(xué)規(guī)律和幾何關(guān)系得,由折射定律得,解得當(dāng)藍(lán)光穿過(guò)玻璃磚時(shí),同理得因?yàn)樵摬A?duì)紅光的折射率n=1.5,,所以α<45°。又因?yàn)棣拢鸡?,所?β<2α<90°,即sin2α>sin2β。由t1和t2的表達(dá)式得t1<t2。

        答案:A

        三、光的全反射問(wèn)題

        解答光的全反射問(wèn)題,需要先畫出恰好發(fā)生全反射的光路圖,再利用光路的可逆性、對(duì)稱性等分析角、線的關(guān)系,判斷題述光線是否發(fā)生全反射。

        注意:發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),且入射角等于或大于臨界角。

        例3如圖4 所示,一個(gè)用折射率為n的透明介質(zhì)做成的三棱鏡的橫截面ABD中 的∠A=90°,∠B=∠D=45°。一細(xì)光束從E點(diǎn)垂直入射到BD面上,已知BE∶ED=1∶3。

        (1)若該光束在AB面和AD面外側(cè)均無(wú)出射光,求折射率n的取值范圍。

        (2)折射率n?。?)問(wèn)中的最小值,不計(jì)入射光在三棱鏡內(nèi)經(jīng)過(guò)三次或三次以上的反射光線。使該光束繞E點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)θ=30°入射,如圖4中虛線所示,請(qǐng)分析說(shuō)明該光束在AB面和AD面外側(cè)是否有出射光。

        解析:(1)因?yàn)锳B、AD面外側(cè)均無(wú)出射光,所以光路如圖5所示。設(shè)臨界角為C,由全反射的臨界角與介質(zhì)折射率的關(guān)系sinC=可知,為確保發(fā)生全反射,則必須使得C≤45°,解得n≥。

        (2)該光束繞E點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)θ=30°入射時(shí)的光路如圖6所示。由n=,sinC0=,解得C0=45°。由幾何關(guān)系得∠2=180°-45°-(90°-∠1)=45°+∠1>C0,∠3=90°-∠2=45°-∠1<C0,因此AB面外側(cè)無(wú)出射光,AD面外側(cè)有出射光。

        四、光的雙縫干涉問(wèn)題

        解答光的雙縫干涉問(wèn)題,需要明確光的雙縫干涉現(xiàn)象中觀察到的是明暗相間的條紋,且相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距Δx與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離l間的定量關(guān)系是Δx=

        注意:發(fā)生干涉的條件是兩束光的頻率相同,且相位差保持不變;光的雙縫干涉圖樣中相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距與波長(zhǎng)成正比。

        例4如圖7 所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置,屏上O點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離相等。當(dāng)用波長(zhǎng)為0.75μm 的單色光照射時(shí),P點(diǎn)是位于O點(diǎn)上方的第二個(gè)亮條紋的位置。若換用波長(zhǎng)為0.6μm 的單色光做實(shí)驗(yàn),則P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋? 在屏上O、P兩點(diǎn)間共有幾個(gè)暗條紋?

        解析:當(dāng)用波長(zhǎng)λ1=0.75μm 的單色光照射時(shí),P點(diǎn)為O點(diǎn)上方的第二個(gè)亮條紋的位置,因此P點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離差Δr=2λ1=1.5μm。改用波長(zhǎng)λ2=0.6μm 的單色光照射時(shí),P點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離差Δr=,因此P點(diǎn)是暗條紋。因?yàn)閺腛點(diǎn)到P點(diǎn)與雙縫S1、S2的距離差由零逐漸增大,所以在屏上O、P兩點(diǎn)間必有與雙縫S1、S2的距離差為和的兩點(diǎn),即O、P兩點(diǎn)間共有兩個(gè)暗條紋。

        方法與總結(jié)

        幾何光學(xué)問(wèn)題的解題思路:根據(jù)題意提取合適的物理模型→判斷發(fā)生的光學(xué)現(xiàn)象是反射、折射、全反射、干涉中的哪一種或哪幾種→準(zhǔn)確作出光路圖→運(yùn)用光學(xué)定律和幾何關(guān)系確定光傳播過(guò)程中各物理量的關(guān)系→準(zhǔn)確計(jì)算,合理推斷,得出最終結(jié)果。

        跟蹤訓(xùn)練

        1.如圖8所示是一種顯示微小形變的裝置,它可以把微小形變“放大”到可以直接測(cè)出來(lái)。下列說(shuō)法中正確的是( )。

        A.此裝置將桌面的形變經(jīng)過(guò)兩次放大,顯示在刻度尺上,故能明顯地觀察到

        B.若刻度尺上的示數(shù)增大,則說(shuō)明力F在增大

        C.若刻度尺上的示數(shù)增大,則說(shuō)明力F在減小

        D.若刻度尺上的示數(shù)減小,則說(shuō)明力F在增大

        2.如圖9所示,一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上,經(jīng)過(guò)兩次折射后從玻璃板的另一表面射出,出射光線相對(duì)于入射光線側(cè)移了一段距離。在下列情況下,出射光線側(cè)移距離最大的是( )。

        A.紅光以30°的入射角入射

        B.紅光以45°的入射角入射

        C.紫光以30°的入射角入射

        D.紫光以45°的入射角入射

        3.一束細(xì)光線在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種介質(zhì)界面上的反射和折射情況如圖10所示,則該光線在這三種介質(zhì)里的傳播速度的大小關(guān)系應(yīng)是( )。

        A.vⅠ>vⅡ>vⅢ

        B.vⅠ<vⅡ<vⅢ

        C.vⅠ>vⅢ>vⅡ

        D.vⅢ>vⅠ>vⅡ

        4.光纖通信是借助光導(dǎo)纖維利用光的全反射原理完成大量信息的高速傳輸?shù)?。如圖11所示,一直光導(dǎo)纖維A、B兩端間的距離為s,一光脈沖信號(hào)從光導(dǎo)纖維中心入射,在光導(dǎo)纖維與空氣的界面上恰好發(fā)生全反射,由A端傳輸?shù)紹端所用的時(shí)間為t,求光導(dǎo)纖維所用材料的折射率。

        5.如圖12所示,一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚,其在玻璃磚底面上的入射角為θ,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn),請(qǐng)判斷用a、b光分別做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的干涉圖樣中相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋中心間距Δxa和Δxb的大小關(guān)系。

        參考答案:

        1.AB 2.D 3.C

        4.n=

        5.Δxa<Δxb。

        猜你喜歡
        雙縫玻璃磚入射角
        一般三棱鏡偏向角與入射角的關(guān)系
        雙縫實(shí)驗(yàn),薛定諤的貓,量子糾纏之思辨
        光通過(guò)平行玻璃磚側(cè)位移大小的分析
        狹縫寬度對(duì)雙縫后光場(chǎng)分布的影響
        物理與工程(2018年6期)2018-12-27 03:49:30
        雙縫干涉實(shí)驗(yàn)探討光波的相干性
        預(yù)制圓柱形鎢破片斜穿甲鋼靶的破孔能力分析*
        空心玻璃磚的性能和發(fā)展
        上海建材(2018年6期)2018-03-21 06:24:30
        用經(jīng)典定理證明各向異性巖石界面異常入射角的存在
        第31屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽第11題的幾種解法
        用Matlab比較雙縫干涉和雙縫衍射
        一区二区三区日韩精品视频| 国产成人av综合亚洲色欲| 无码吃奶揉捏奶头高潮视频| 国产一区二区三区精品毛片| 一个人看的www片免费高清视频| 中文字字幕在线精品乱码| 国产成人AV无码精品无毒| 女同久久精品国产99国产精| 婷婷色国产精品视频二区 | 亚洲AV无码资源在线观看| 日韩极品免费在线观看| 日本高清乱码中文字幕| 天天鲁在视频在线观看| 久久av无码精品一区二区三区| 国产三级国产精品国产专区| 午夜福利影院成人影院| 风韵多水的老熟妇| 欧美成人在线A免费观看| 久久亚洲精精品中文字幕早川悠里| 中文字幕一区二区三区视频| 亚洲日韩成人av无码网站| 最新精品国偷自产在线婷婷| 国产精品久久国产精麻豆| 中国孕妇变态孕交xxxx| 美女视频黄的全免费的| AV熟妇导航网| 亚洲一区二区刺激的视频| 国产青榴视频在线观看| 在线视频这里只有精品| 一区二区三区在线观看视频免费 | 亚洲第一最快av网站| 亚洲av无码国产精品色午夜字幕 | 97色伦图片97综合影院久久| 日韩精品一区二区av在线| 青青草大香蕉视频在线观看| 男人j进女人j啪啪无遮挡| 亚洲色偷拍一区二区三区| 国产在线一区二区三区香蕉| 在线观看视频播放| 黄视频国产| 天堂影院久久精品国产午夜18禁 |