如图所示,用折射率的玻璃做成内径为R,外径为的半球形空心球壳,一束平行光射向此半球壳的外表面,与中心对称轴平行,试求:
①球壳内部有光线射出的区域?(用与所成夹角表示)
②要使球壳内部没有光线射出,至少用多大面积的遮光板?
一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB=a.棱镜材料的折射率为n=.在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜(如图15所示)。画出光路图,并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)。
如图所示,AOBC为某种透明介质的截面图,其中△AOC为直角三角形,∠OAC=53°.BC为半径R=16cm的四分之一圆弧,AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点.由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=53°,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑.已知该介质对红光和紫光的折射率分别为,,sin53°=0.8;cos53°=0.6.
①判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色;
②求两个亮斑间的距离.
如图所示,三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O以角度i入射,第一次到达AB边恰好发生全反射。已知,BC边长为2L,该介质的折射率为。求:
(i)入射角i
(ii)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c,可能用到: 或)。
图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。
(i)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;
(ii)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。
如图所示,AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图,其顶角=83°。今有一束单色光线在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖,一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出,不考虑多次反射作用。试做出光路图并求玻璃的折射率n。(sin37°=0.6)
有一顶角为直角的玻璃砖,放在空气中,一光束斜射入玻璃砖的一个侧面,如图所示,然后投射到它的另一个侧面。若该玻璃砖全反射临界角为42°,问:
①这束光线能否从另一侧面射出?
②若光线能从侧面射出,玻璃砖折射率应满足何条件?
如图所示,一艘赛艇停在平静的水面上,赛艇前部上端有一标记P,在其正前方A处有一浮标.潜水员从P前方S=4m处开始下潜,当下潜至深度为H=2m的B处时,才能看到赛艇尾端后方水面上的景物,且看到P刚好被浮标挡住.测得PA.BA与竖直方向的夹角分别为53°和37°.忽略赛艇吃水深度,求赛艇的长度L.sin53°=0.8,cos53°=0.6.
投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体,光源产生的单色平行光投射到平面上,经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑。已知镜头半径为R,光屏MN到球心O的距离为d(d>3R),玻璃对该单色光的折射率为n,不考虑光的干涉和衍射。求光屏MN上被照亮的圆形光斑的半径。
一赛艇停在平静的水面上,赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=0.6m,尾部下端Q略高于水面;赛艇正前方离赛艇前端=0.8m处有一浮标,示意如图。一潜水员在浮标前方=3.0m处下潜到深度为时,看到标记刚好被浮标挡住,此处看不到船尾端Q;继续下潜△h=2.0m,恰好能看见Q。(已知水的折射率n=)求
①深度;
②赛艇的长度l。(可用根式表示)
如图所示,AOB是由某种透明物质制成的圆柱体横截面(O为圆心),折射率为.今有一束平行光以45°的入射角射向柱体的OA平面,这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出,设凡射到OB面的光线全部被吸收,也不考虑OA面的反射,求圆柱体AB面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几.
如图所示为一透明玻璃半球,在其下面有一平行半球上表面水平放置的光屏。两束关于中心轴OO'对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球,恰能从球面射出。当光屏距半球上表面h1=40cm时,从球面折射出的两束光线汇聚于光屏与OO'轴的交点,当光屏距上表面h2=70cm时,在光屏上形成半径r=40cm的圆形光斑。求该半球形玻璃的折射率。
如图所示,AOBC为某种透明介质的截面图,其中△AOC为直角三角形,∠OAC=53°.BC为半径R=16cm的四分之一圆弧,AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点.由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=53°,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑.已知该介质对红光和紫光的折射率分别为,,sin53°=0.8;cos53°=0.6.
①判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色;
②求两个亮斑间的距离.