内容正文:
第1节 光的折射
知识点1 折射定律
1.折射现象
光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象.
2.折射定律
(1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比.
(2)表达式:=n12.
3.光路的特点:在光的折射现象中,光路是可逆的.
知识点2 折射率
1.定义
光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫作这种介质的绝对折射率,简称折射率,用符号n表示.真空的折射率为1,空气的折射率近似为1.
2.定义式:n=
3.物理意义
折射率n是一个与介质有关的常数,是反映介质光学性质的物理量.
4.用光速表示折射率
n=某种介质的折射率,等于光在真空中传播的速度c与光在这种介质中的传播速度v之比.
5.特点:任何介质的折射率都大于1.
考向1 光的折射现象
【例1】一束由红光、蓝光组成的复色光从水中沿方向射入球形气泡中,发生折射的光路如图所示,O为气泡球心,a、b为折射光线。则( )
A.a是红光,在水中光速度a比b的大
B.b是红光,在水中光速度a比b的小
C.a是蓝光,在水中光速度a比b的大
D.b是蓝光,在水中光速度a比b的小
【变式】一束激光从均匀透明的长方体玻璃砖的上表面斜射入玻璃,从下表面射出时,可能的是(虚线是入射光线的延长线,未画出玻璃砖内的光线)( )
A. B. C. D.
考向2 折射定律
【例2】.平板光学镜片采用激光内雕工艺时,两束频率相同的激光从空气中对称斜射入镜片的上表面,入射光线与镜片界面的夹角均为。折射光线在镜片内部相交于O点,该交点与两个入射点A、B恰好构成等腰直角三角形,则镜片对该激光的折射率为( )
A. B. C. D.
【变式】如图,等腰三角形为某玻璃三棱镜的截面,。一束单色光以入射角从三棱镜边射入,折射后垂直边射出,则该玻璃的折射率为( )
A. B.
C. D.
考向 3 生活中的折射现象
【例3】保定市某广场安装的高透曲面玻璃观景天幕如图所示。清晨,太阳光以一定角度斜射向观景天幕的平整外侧玻璃面,入射光未垂直分界面。关于光的传播现象,下列说法正确的是( )
A.光进入玻璃介质后传播速度变大
B.光在玻璃外表面发生反射时,反射光与入射光不在同一平面
C.若玻璃上、下表面平行,则光一定能射出玻璃
D.仅改变太阳光入射角,玻璃内部光路的偏折角度不会改变
【变式】某同学在游泳时,发现射入池水的太阳光在池底形成美丽的彩色条纹,导致这种各色光分离的现象主要是由于光的( )
A.干涉 B.衍射 C.折射 D.反射
考向4 折射计算问题
【例4】.某小组在学校科技活动中用半圆柱透明玻璃砖,制作一个“光变慢了吗”的光学探究装置,小组先用红色激光进行探究,让红光从空气射向玻璃砖上的一点,光线经玻璃砖折射后与底边的交点为,光路如图所示,入射角为,折射角为。随后小组用紫色激光沿原红光在空气中的入射路径射向点,发现折射角变为。查表得、、。求:
(1)玻璃砖对红光的折射率;
(2)紫光和红光在玻璃砖中的速度之比。
【变式】光学反射棱镜被广泛应用于摄像、校准等领域,其中一种棱镜的截面如图所示,eh边为镀膜反射面,,,,,。已知光在真空中的传播速度为c,若一单色细光束从O点以60°的入射角从真空射入棱镜,光恰好全部沿原路返回。求:
(1)棱镜的折射率;
(2)光在棱镜中传播的时间。
1.将一根筷子竖直插入装有水的圆柱形玻璃杯中,从水平方向拍摄一张照片。以下符合事实的是( )
A. B. C. D.
2.半径为R的半圆柱形透明材料的截面如图所示,O为截面半圆的圆心,一束单色光从真空沿半径方向射入介质,光线延长线与水平直径间的夹角为。已知单色光在该介质中的折射率,光在真空中的传播速度为c,则光在介质中的传播时间为( )
A. B. C. D.
3.织金洞被誉为“世界溶洞之王”,洞内钟乳石形态各异,在彩灯照射下流光溢彩。一束单色光从空气射入某种透明钟乳石介质中,入射角为,折射角为。已知光在真空中的传播速度为,则光在该介质中的传播速度为( )
A. B. C. D.
4.如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O,经折射后分为两束单色光a和b,下列判断正确的是( )
A.a光的频率大于b光的频率 B.在玻璃中,a光的速度等于b光的速度
C.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 D.在真空中,a光的波长大于b光的波长
5.如图所示,内径为16 cm的圆柱形容器内装有折射率的液体,让单色光从空气入射到液体表面的中心,调整入射角,当反射光与折射光垂直时,器壁上反射光点与液体表面的距离为,则的大小为( )
A. B. C. D.
6.一个圆柱桶的底面直径与桶高均为2d。如图(a),当桶内没有液体时,从点A恰能看到桶底边缘的点B。如图(b),当桶内液体的深度等于桶高的一半时,仍沿AB方向看去,恰好看到桶底上的点C,B、C两点相距。已知光在真空中传播速度为c,则( )
A.任何单色光从真空传到该液体中频率都变大
B.该液体材料折射率为
C.光在该液体中传播速度为
D.若桶内盛有相同体积的折射率更小的液体,则C点右移
二、多选题
7.如图所示,截面为MPN的半球形透明砖的球心为O、半径为R,PO垂直于底面MN,PO=R。由单色光a、b组成的一束细光束从P点以60°的入射角射入,单色光a、b的折射光线与底面相交于M、B点,。不计单色光在透明砖中的多次反射。下列说法正确的是( )
A.透明砖对单色光a的折射率为
B.透明砖对单色光b的折射率为2
C.单色光a在透明砖中的传播速度大于单色光b在透明砖中的传播速度
D.单色光a从P点传播至M点的时间大于单色光b从P点传播至B点的时间
8.两束不同的单色光红光和蓝光从空气平行射入水中,发生了如图所示的折射现象()。下列结论中正确的是( )
A.光束b是蓝光
B.光束a在水中的传播速度比光束b的小
C.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大
D.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
9.如图,沙漠中物体影像出现在实际物体下方,常被误认为有水源,这是“下现蜃景”,其原理是:地表空气温度高,折射率小,随高度增加,空气折射率增大。科学家们通过调控材料的微结构,实现了光线弯曲方向与之相反的“逆蜃景”效应。根据上述信息,下列说法正确的是( )
A.在“下现蜃景”中,靠近地表的空气折射率小于高空的折射率
B.光在“下现蜃景”的空气中传播时,其频率会随着折射率的改变而改变
C.要实现“逆蜃景”效应,需要制备出折射率随高度增加而减小的特殊材料
D.光在折射率均匀变化的介质中连续传播时,光路为直线
10.光线从空气射向玻璃时,入射角的正弦与折射角的正弦之比为。一条光线从空气射入该玻璃中,在分界面处的入射角为60°。入射光中,一部分被反射,另一部分被折射。则( )
A.反射角为30° B.反射角为60°
C.折射角为45° D.折射角为30°
三、解答题
11.如图所示,某深海光谱探测器的光学窗口由一种新型透明介质制成,其截面为半径为的半圆,圆心为,直径为。该介质对光和光的折射率分别为和(未知)。现有一束包含光和光的极细复色光束,从真空中沿平行于直径的方向,从圆弧面上点射入介质,光恰好从点射出。已知光在真空中的速度为,MP的弧长为,不考虑光在介质内的多次反射。求:
(1)透明介质对光的折射率;
(2)光在透明介质中传播的时间。
12.如图所示,透明光学元件的截面是等腰直角三角形ABC,,,折射率。一束光从AC边上的P点射入该光学元件,入射角,若光不经过反射直接从B点射出,已知光在真空中传播的速度为。求:
(1)的距离;
(2)光在该光学元件中传播的时间
13.如图甲所示,某宿舍门安装有内嵌式方形玻璃透视窗。方形玻璃的厚度、折射率,一束经窗框E点射向玻璃O点的光线恰好能到B点,如图乙所示。已知,不考虑光的色散和多次反射,光速c为。求:
(1)入射角的大小;
(2)这束光在玻璃中的传播时间。
14.为了从坦克内部观察外部的目标,在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚,孔的左右两边距离,孔内安装一块折射率为的玻璃,厚度与坦克的壁厚相同。求:
(1)若真空中的光速为,光在玻璃中的传播速度;
(2)坦克内的人通过这块玻璃看到的外界角度的范围。
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第1节 光的折射
知识点1 折射定律
1.折射现象
光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象.
2.折射定律
(1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比.
(2)表达式:=n12.
3.光路的特点:在光的折射现象中,光路是可逆的.
知识点2 折射率
1.定义
光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫作这种介质的绝对折射率,简称折射率,用符号n表示.真空的折射率为1,空气的折射率近似为1.
2.定义式:n=
3.物理意义
折射率n是一个与介质有关的常数,是反映介质光学性质的物理量.
4.用光速表示折射率
n=某种介质的折射率,等于光在真空中传播的速度c与光在这种介质中的传播速度v之比.
5.特点:任何介质的折射率都大于1.
考向1 光的折射现象
【例1】一束由红光、蓝光组成的复色光从水中沿方向射入球形气泡中,发生折射的光路如图所示,O为气泡球心,a、b为折射光线。则( )
A.a是红光,在水中光速度a比b的大
B.b是红光,在水中光速度a比b的小
C.a是蓝光,在水中光速度a比b的大
D.b是蓝光,在水中光速度a比b的小
【答案】A
【详解】从图中可以看出,b光的偏折程度比a光大,故b光折射率比a光折射率大,原因是b光频率比a光频率大,所以b是蓝光,a是红光,根据
可知在水中a光速度比b的大。
故选A。
【变式】一束激光从均匀透明的长方体玻璃砖的上表面斜射入玻璃,从下表面射出时,可能的是(虚线是入射光线的延长线,未画出玻璃砖内的光线)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据折射定律,光线射到玻璃砖上表面时发生折射,折射角小于入射角;进入下表面时的入射角等于在上表面的折射角,则从下表面射出时的折射角等于在上表面的入射角,即出射光线与入射光线平行,光路如图所示。
故选B。
考向2 折射定律
【例2】.平板光学镜片采用激光内雕工艺时,两束频率相同的激光从空气中对称斜射入镜片的上表面,入射光线与镜片界面的夹角均为。折射光线在镜片内部相交于O点,该交点与两个入射点A、B恰好构成等腰直角三角形,则镜片对该激光的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】入射光线与界面的夹角为,故入射角。
由几何关系可知,为等腰直角三角形且在界面上,折射光线与界面的夹角为,故折射角。由折射定律有==
故选B。
【变式】如图,等腰三角形为某玻璃三棱镜的截面,。一束单色光以入射角从三棱镜边射入,折射后垂直边射出,则该玻璃的折射率为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】设玻璃折射率为,空气折射率近似为。光线折射后垂直边射出,说明棱镜内光线沿面的法线方向传播。由于与夹角为,两面的法线夹角也为,所以在面上的折射角,由折射定律有
解得=
故选B。
考向 3 生活中的折射现象
【例3】保定市某广场安装的高透曲面玻璃观景天幕如图所示。清晨,太阳光以一定角度斜射向观景天幕的平整外侧玻璃面,入射光未垂直分界面。关于光的传播现象,下列说法正确的是( )
A.光进入玻璃介质后传播速度变大
B.光在玻璃外表面发生反射时,反射光与入射光不在同一平面
C.若玻璃上、下表面平行,则光一定能射出玻璃
D.仅改变太阳光入射角,玻璃内部光路的偏折角度不会改变
【答案】C
【详解】A.光在介质中的传播速度,玻璃的折射率,光进入玻璃后速度变小,选项A错误;
B.根据光的反射定律,反射光线、入射光线、法线一定共面,选项B错误;
C.若玻璃上、下表面平行,则光线在上表面的折射角等于在下表面的入射角,则光一定能射出玻璃,选项C正确;
D.入射角改变,由折射定律可知折射角改变,玻璃内光路偏折角度改变,选项D错误。
故选C。
【变式】某同学在游泳时,发现射入池水的太阳光在池底形成美丽的彩色条纹,导致这种各色光分离的现象主要是由于光的( )
A.干涉 B.衍射 C.折射 D.反射
【答案】C
【详解】太阳光是复色光,包含各种频率的单色光。当太阳光从空气射入水中时,会发生折射现象。由于水对不同频率(颜色)的光的折射率不同,导致各种色光在水中的偏折程度不同,从而在池底形成彩色条纹,这种现象称为光的色散,其本质是光的折射。
故选C。
考向4 折射计算问题
【例4】.某小组在学校科技活动中用半圆柱透明玻璃砖,制作一个“光变慢了吗”的光学探究装置,小组先用红色激光进行探究,让红光从空气射向玻璃砖上的一点,光线经玻璃砖折射后与底边的交点为,光路如图所示,入射角为,折射角为。随后小组用紫色激光沿原红光在空气中的入射路径射向点,发现折射角变为。查表得、、。求:
(1)玻璃砖对红光的折射率;
(2)紫光和红光在玻璃砖中的速度之比。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)从空气射入玻璃砖,玻璃砖对红光的折射率为
代入、
整理得=
(2)紫光沿原入射路径射向点,入射角仍为,由折射定律得玻璃砖对紫光的折射率
代入、
整理得=
同一介质中光速满足
所以紫光和红光在玻璃砖中的速度之比为===
【变式】光学反射棱镜被广泛应用于摄像、校准等领域,其中一种棱镜的截面如图所示,eh边为镀膜反射面,,,,,。已知光在真空中的传播速度为c,若一单色细光束从O点以60°的入射角从真空射入棱镜,光恰好全部沿原路返回。求:
(1)棱镜的折射率;
(2)光在棱镜中传播的时间。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)作出光路图如答图所示,光线在处发生全反射,根据几何关系可知,光线垂直射到边,边为镀膜反射面,结合光路的可逆性,则光线沿着原路返回,,其中
由几何关系可知,,故
由光的折射定律,解得棱镜的折射率
(2)根据几何关系可知,
在棱镜里传播速度变为
解得光在棱镜中传播的时间
1.将一根筷子竖直插入装有水的圆柱形玻璃杯中,从水平方向拍摄一张照片。以下符合事实的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】C.图为一根筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图
处为筷子,表示由筷子反射穿过玻璃杯壁点射向观察者处的一条光线。为过点沿半径方向的直线,即在处水和空气的分界面的法线,上述光线则相当于在处由水中射入空气中,图中的角和角分别为此光线的入射角和折射角,根据光的折射规律可知,所以观察者在处看到筷子在位置不是实际位置,即观察者看到的筷子的像的位置比实际位置更偏离杯中心,向杯壁靠拢一些,故C错误;
ABD.玻璃杯此时相当于一个凸透镜,对筷子起到了放大的作用,因此观察到的筷子比实际粗些,故AD错误,B正确。
故选B。
2.半径为R的半圆柱形透明材料的截面如图所示,O为截面半圆的圆心,一束单色光从真空沿半径方向射入介质,光线延长线与水平直径间的夹角为。已知单色光在该介质中的折射率,光在真空中的传播速度为c,则光在介质中的传播时间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,可知临界角小于60度,现在点的入射角等于60度,大于临界角,故光在点处发生全反射。
在介质中路程为,速度
解得时间
故选D。
3.织金洞被誉为“世界溶洞之王”,洞内钟乳石形态各异,在彩灯照射下流光溢彩。一束单色光从空气射入某种透明钟乳石介质中,入射角为,折射角为。已知光在真空中的传播速度为,则光在该介质中的传播速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】已知光从空气射入介质中,入射角,折射角,根据折射定律有
代入数据解得
根据折射率与光速的关系有
解得
故选C。
4.如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O,经折射后分为两束单色光a和b,下列判断正确的是( )
A.a光的频率大于b光的频率 B.在玻璃中,a光的速度等于b光的速度
C.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 D.在真空中,a光的波长大于b光的波长
【答案】A
【详解】AC.由题图可知a光在玻璃砖中的偏折程度较大,a光的折射率大于b光的折射率, a光的频率大于b光的频率,A正确,C错误;
B.由,a光的折射率大于b光的折射率,在玻璃中,a光的速度小于b光的速度,B错误;
D.由可知,a光的频率大于b光的频率,a光的波长小于b光的波长,D错误。
故选A。
5.如图所示,内径为16 cm的圆柱形容器内装有折射率的液体,让单色光从空气入射到液体表面的中心,调整入射角,当反射光与折射光垂直时,器壁上反射光点与液体表面的距离为,则的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设入射角为,折射角为。已知反射光与折射光垂直,反射角等于入射角,因此可得
即
根据折射定律
代入得
得,即
圆柱形容器内径为,液面中心到器壁的水平距离为半径。对反射光,由几何关系
因此
故选A。
6.一个圆柱桶的底面直径与桶高均为2d。如图(a),当桶内没有液体时,从点A恰能看到桶底边缘的点B。如图(b),当桶内液体的深度等于桶高的一半时,仍沿AB方向看去,恰好看到桶底上的点C,B、C两点相距。已知光在真空中传播速度为c,则( )
A.任何单色光从真空传到该液体中频率都变大
B.该液体材料折射率为
C.光在该液体中传播速度为
D.若桶内盛有相同体积的折射率更小的液体,则C点右移
【答案】C
【详解】A.改变介质材料,不会改变入射光频率,A错误;
B.由题干信息可知,入射角为,折射角为
可得
根据折射定律,该液体材料折射率为,B错误;
C.根据公式,光在该液体中传播速度为,C正确;
D.若桶内盛有相同体积的折射率更小的液体,则光线在O点的折射角变大,则点左移,D错误。
故选C。
二、多选题
7.如图所示,截面为MPN的半球形透明砖的球心为O、半径为R,PO垂直于底面MN,PO=R。由单色光a、b组成的一束细光束从P点以60°的入射角射入,单色光a、b的折射光线与底面相交于M、B点,。不计单色光在透明砖中的多次反射。下列说法正确的是( )
A.透明砖对单色光a的折射率为
B.透明砖对单色光b的折射率为2
C.单色光a在透明砖中的传播速度大于单色光b在透明砖中的传播速度
D.单色光a从P点传播至M点的时间大于单色光b从P点传播至B点的时间
【答案】AC
【详解】A.根据几何关系可知,根据折射定律可得透明砖对单色光a的折射率为,故A正确;
B.根据几何关系可得
可得
根据折射定律可得透明砖对单色光b的折射率为,故B错误;
C.根据,可得单色光a在透明砖中的传播速度为
单色光b在透明砖中的传播速度为
可知单色光a在透明砖中的传播速度大于单色光b在透明砖中的传播速度,故C正确;
D.单色光a从P点传播至M点的时间为
单色光b从P点传播至B点的时间为
可知单色光a从P点传播至M点的时间小于单色光b从P点传播至B点的时间,故D错误。
故选AC。
8.两束不同的单色光红光和蓝光从空气平行射入水中,发生了如图所示的折射现象()。下列结论中正确的是( )
A.光束b是蓝光
B.光束a在水中的传播速度比光束b的小
C.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大
D.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
【答案】AD
【详解】CD.由题图可知,两束光入射角相同,设入射角为,由折射定律可知,
因为,则,故
水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小,故C错误,D正确;
A.因为,红光折射率小于蓝光,故光束b是蓝光,故A正确;
B.由折射率定义(为真空中光速,为介质中光速),折射率越大,光在介质中的传播速度越小,故光束a在水中的传播速度比光束b的大,故B错误。
故选AD。
9.如图,沙漠中物体影像出现在实际物体下方,常被误认为有水源,这是“下现蜃景”,其原理是:地表空气温度高,折射率小,随高度增加,空气折射率增大。科学家们通过调控材料的微结构,实现了光线弯曲方向与之相反的“逆蜃景”效应。根据上述信息,下列说法正确的是( )
A.在“下现蜃景”中,靠近地表的空气折射率小于高空的折射率
B.光在“下现蜃景”的空气中传播时,其频率会随着折射率的改变而改变
C.要实现“逆蜃景”效应,需要制备出折射率随高度增加而减小的特殊材料
D.光在折射率均匀变化的介质中连续传播时,光路为直线
【答案】AC
【详解】A.题干明确说明地表折射率小,随高度增加,空气折射率增大,故A正确;
B.光的频率由光源决定,与传播介质无关,故B错误;
C.要实现“逆蜃景”,就必须创造一个折射率随高度增加而减小的特殊材料,故C正确;
D.光在折射率连续变化的介质中传播时,可视为无数薄层的连续折射,在每一个界面,都满足折射定律,光的入射角发生改变,从而导致光路弯曲,故D错误。
故选AC。
10.光线从空气射向玻璃时,入射角的正弦与折射角的正弦之比为。一条光线从空气射入该玻璃中,在分界面处的入射角为60°。入射光中,一部分被反射,另一部分被折射。则( )
A.反射角为30° B.反射角为60°
C.折射角为45° D.折射角为30°
【答案】BC
【详解】AB.由反射定律可知,反射角等于入射角。已知入射角为60°,故反射角为60°。A错误,B正确;
CD.由折射定律可知,折射率,其中为入射角,为折射角。已知,,
则,故折射角为。
C正确,D错误。
故选BC。
三、解答题
11.如图所示,某深海光谱探测器的光学窗口由一种新型透明介质制成,其截面为半径为的半圆,圆心为,直径为。该介质对光和光的折射率分别为和(未知)。现有一束包含光和光的极细复色光束,从真空中沿平行于直径的方向,从圆弧面上点射入介质,光恰好从点射出。已知光在真空中的速度为,MP的弧长为,不考虑光在介质内的多次反射。求:
(1)透明介质对光的折射率;
(2)光在透明介质中传播的时间。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)复色光束在介质中折射光线如图所示。
MP的弧长为,根据
解得
△OPN为等腰三角形,由几何关系得
根据折射定律
解得
(2)对光,,由折射定律,
光在介质中沿弦方向传播,路程
光在介质中的传播速度
传播时间
12.如图所示,透明光学元件的截面是等腰直角三角形ABC,,,折射率。一束光从AC边上的P点射入该光学元件,入射角,若光不经过反射直接从B点射出,已知光在真空中传播的速度为。求:
(1)的距离;
(2)光在该光学元件中传播的时间
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据折射定律有
可得折射角
则CP间的距离为
解得
(2)由几何关系得
光在介质中的传播速度为
光在光学元件中运动的时间
13.如图甲所示,某宿舍门安装有内嵌式方形玻璃透视窗。方形玻璃的厚度、折射率,一束经窗框E点射向玻璃O点的光线恰好能到B点,如图乙所示。已知,不考虑光的色散和多次反射,光速c为。求:
(1)入射角的大小;
(2)这束光在玻璃中的传播时间。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)
设入射角为,折射角为根据折射定律有
根据题意知,恰好射到B点的光线的折射角的正切值
联立上式解得
(2)设这束光在玻璃中的路程为,得
这束光在玻璃中传播时间
由
解得
14.为了从坦克内部观察外部的目标,在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚,孔的左右两边距离,孔内安装一块折射率为的玻璃,厚度与坦克的壁厚相同。求:
(1)若真空中的光速为,光在玻璃中的传播速度;
(2)坦克内的人通过这块玻璃看到的外界角度的范围。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据
代入折射率,真空中的光速
解得光在玻璃中的传播速度
(2)设坦克内的人通过这块玻璃能看到外界的最大角度范围为,当空气中入射光线从玻璃的边缘入射时,对应单侧最大入射角,作出光路图如下
此时玻璃内光线与法线的夹角满足
由三角函数关系可知
故根据折射定律可知,空气中入射光线与法线的夹角满足
代入数据解得
即
故人眼能观察到的范围是左、右法线两侧各,总观察角度为
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