高中物理光的折射定律综合题

一束光线以45°的入射角从空气投射到三棱镜的一个侧面上，在棱镜中发生折射，方向如图所示，并恰在另一侧面上发生全反射，由以上条件，计算三棱镜顶角的大小．

如图所示，一束光从空气射向折射率为n＝的某种玻璃的表面．试证明当入射角i＝arctan时，反射光线与入射光线垂直．

光线以入射角i从空气射向折射率n=的透明介质表面，如图19-2-14.

图19-2-14
(1)当入射角i=45°时，求反射光线与折射光线的夹角θ.
(2)当入射角i为何值时，反射光线与折射光线间的夹角θ=90°?

如图13-1-12所示，游泳池宽度L="15" m，水面离岸边的高度为0.5 m，在左岸边一标杆上装有一A灯，A灯距地面高0.5 m，在右岸边站着一个人，E点为人眼的位置，人眼距地面高1.5 m.若此人发现A灯光经水面反射所成的像与左岸水面下某处的B灯光经折射后所成的像重合，已知水的折射率为1.3，则B灯在水面下多深处？（B灯在图中未画出）

图13-1-12

如图13-10所示为一块平行玻璃砖，光从空气沿AO方向射向玻璃砖的上表面，通过玻璃砖后沿O′B方向传播.

图13-10
（1）证明AO∥O′B；
（2）若玻璃砖的折射率为n，厚度为d，光线AO的入射角为i，求光线通过玻璃后平移的距离.

将平面镜M斜放入一个装满清水的碗中，调整平面镜的倾斜角度，让一束太阳光斜射入水中．经折射、反射、折射后射到PQ屏上，分为a、b、c三个光区，如图所示(图中只作出了表示区域分界线的两条折射光线)．现将三瓶相同的红藻放在三个光区，并设其他光不能进入这三个光区，试问这三瓶红藻哪一个生长得最慢？请说明理由．

如图1所示，A点是潜水员眼睛所在位置，S是点光源，请通过画图确定点光源发出的通过水面上哪些范围的光线可以射入潜水员的眼睛．

如图所示，某三棱镜的横截面是一个直角三角形，∠,∠,棱镜材料的折射率为。底面涂黑，入射光沿平行底边的方向射向面，经面折射，再经面折射后出射。求：

⑴出射光线与入射光线的延长线的夹角。
⑵为使上述入射光线能从面出射，折射率的最大值是多少。

.如图13-11所示，ABCD是折射率n=1.5，截面为矩形的均匀玻璃砖，一束平行光从空气入射到AB面上然后折射向BC面时，那么：（1）若AB面长度为L，要使所有入射光都能折射到BC面时，BC面最少应是多少？（2）这些折射光线能否从BC面射出？如果不能从BC面射出，需改变什么条件才能使折射光线从BC面射出？

图13-11

如图，圆柱形筒，底面直径为d，观察者沿筒的边缘可看到筒壁h深处的M点．当筒内装满某种液体时，观察者沿筒的边缘可看到筒壁H深处的N点，则这种液体的折射率n多大?．

 

如图13-1-11所示，光线以入射角θ₁从空气射向折射率的玻璃表面.

图13-1-11
（1）当入射角θ₁=45°时，反射光线与折射光线间的增值角θ为多少？
（2）当入射角θ₁为多少时，反射光线和折射光线垂直？

雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路.一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d.水的折射率为n.

图14-2-15
(1)在图14-2-15上画出该束光线射入水珠上经一次反射后又从水珠中射出的光路图;
(2)求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度.

如图13-1-13所示，一个人发现水中S处有一溺水者，溺水者离岸的距离SB="10" m，而发现者在A处，距B点的距离为20 m，此人在岸上跑动的速度为5 m/s，而在水中的速度为1 m/s,发现者为尽快到达溺水者处，他应在何处下水？

图13-1-13

如图13-1-9所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d，当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B，当桶内油的深度等于桶高一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距d，由此可得油的折射率n为多少?光在油中传播的速度v为多少?（结果可用根式表示）.

图13-1-9

如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为n=，直径AB与屏幕垂直并接触于A点．激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L．