内容正文:
第4章
光的折射和全反射
第1讲 描述运动的基本概念
专题专项练
易混易错练4
第1讲 描述运动的基本概念
易错点1 光线多次经过界面时考虑不周
1.如图所示,一条光线由空气射到半圆形玻璃砖平直表面的圆心处,玻璃砖的半圆表面(反射面)镀有银,
则下列光路图能正确、完整地表示光线行进过程的是 ( )
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 光线在圆心处发生折射和反射,折射光线进入玻璃砖,经半圆表面反射后沿原路返回;光从玻璃
射向空气时,在界面上发生反射和折射。故A、B、C错误,D正确。
错解分析
可能出错的地方有两处:(1)忽略了光线第一次射到半圆表面后的反射或折射;(2)忘记了光路的可逆
性。遇到此类问题需注意:只要光线从半圆形玻璃砖的圆心射入,其折射光线经圆弧面反射后必将原路
返回。
第1讲 描述运动的基本概念
易错点2 对光路可逆性理解不透
2.如图所示,眼睛在a处看到鱼在水中的b处。若从a处射出一束激光欲照射到鱼身上,则激光应对着哪一
位置射出 ( )
A.b的下方 B.b的上方 C.b处 D.无法确定
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 人眼看到的是鱼的虚像,鱼“发出”的光线经水面折射后进入人眼,由光路的可逆性知,当激光
从a处向b处发射时,经水面折射后将刚好照射到鱼身上,故选C。
错解分析
误认为用激光照到鱼身上与用鱼叉叉鱼情况相同,从而导致错选A。出错的原因是忽略了激光从空气
进入水中时也要发生折射。
第1讲 描述运动的基本概念
易错点3 不能确定全反射的临界光线
3.半径为R的半圆柱体玻璃砖,截面如图所示,O为圆心,已知玻璃的折射率为 。一束光以与MN边成
45°角的方向射向半圆柱体玻璃砖,求能从MN射出的光束的宽度。
答案 R
第1讲 描述运动的基本概念
解析 玻璃的折射率为 ,故光由玻璃射向空气时发生全反射的临界角C=45°。如图所示,进入玻璃中
的光线①沿半径方向直达圆心O,且入射角等于临界角,恰好在O点发生全反射。光线①左侧的光线(如
光线②)发生折射后,射在MN上发生全反射,不能从MN面射出。光线①右侧的光线发生折射后,射到
MN上的入射角均小于临界角,能从MN面上射出。最右边射向玻璃砖的光线③与玻璃砖相切,入射角i=
90°,由折射定律知sin r= = ,则r=45°,故光线③射入玻璃砖后将垂直MN从MN面上的E点射出。所
以在MN面上射出的光束宽度OE=R sin r= R。
第1讲 描述运动的基本概念
错解分析
常因无法根据临界条件找出恰好发生全反射的光线或无法找出所需的特殊光线而导致无法求解。解
决此类问题的方法:利用半圆形玻璃砖的特殊性寻找特殊光线,往往特殊光线均沿半径方向。
第1讲 描述运动的基本概念
易错点4 光的折射中光路图与角度确定出错
4.如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上,经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当
出射角i'和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对
该色光的折射率表达式为 ( )
A. B. C. D.
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由图可知,当出射角与入射角相等时,AB面上的折射角与AC面上的入射角相等,设为r,
由几何关系可知α+β=180°,2r+β=180°,得α=2r,而θ=2(i-r),得i= ,由折射定律得n= = ,A正
确。
第1讲 描述运动的基本概念
5.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明。两
束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图所示。
M、N、P、Q点的颜色分别为 ( )
A
A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫
C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红
解析 由题图可知,射到M点的光线进入玻璃球时的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射
角,所以玻璃对射到M点的光的折射率大于玻璃对射到N点的光的折射率,故M点的颜色为紫色,N点的
颜色为红色;同理可得P点的颜色为红色,Q点的颜色为紫色,所以A项正确。
第1讲 描述运动的基本概念
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